【摘要】：分布式潮流控制器(DPFC)是在統(tǒng)一潮流控制器的基礎上所派生出來的一種新型潮流控制裝置,去除了串并聯(lián)側用于功率交換的公用直流電容,使用三次諧波通過輸電線路實現(xiàn)串并聯(lián)側功率的交換。DPFC采用分布式串聯(lián)補償技術,其串聯(lián)側變換器采用多組小容量變換器分散布置,相互之間互為備用,可提高控制器的可靠性,降低成本。雖然從理論上講,DPFC明顯優(yōu)于傳統(tǒng)潮流控制器,但要實現(xiàn)其工程實際應用,尚有許多問題需要研究并解決。首先,本文在深入研究DPFC的拓撲結構之后,得到了其簡化后的工作原理框圖,闡述了利用三次諧波進行串并聯(lián)側功率傳遞的理論基礎。在此基礎上,對DPFC使用疊加定理,得到了基波及三次諧波穩(wěn)態(tài)電路,詳細標明了電路內部的功率平衡關系,并最終確定了DPFC的潮流控制范圍。其次,從DPFC并聯(lián)側變換器的角度出發(fā),通過建立三相變換器的電流數(shù)學模型,設計了雙閉環(huán)控制器;通過建立功率數(shù)學模型,設計了傳統(tǒng)直接功率控制器,針對傳統(tǒng)控制器需要判斷電壓矢量所在扇區(qū)的問題,本文提出了一種依據(jù)電壓瞬時值符號的邏輯判斷結果來判斷電壓矢量所在扇區(qū)的新方法,從而摒除了傳統(tǒng)控制器方法中對于鎖相環(huán)精度要求過高的缺點。仿真結果表明,傳統(tǒng)控制器的控制效果不甚理想,為了改善電能質量,提出了基于電網(wǎng)電壓調制的直接功率控制方案,并與傳統(tǒng)控制器的控制效果進行了對比驗證,結果印證了所提方法的有效性和良好的控制效果。再次,應用二階廣義積分法構造了虛擬正交量,設計了串聯(lián)側變換器矢量控制方案,搭建了仿真模型,仿真結果分別驗證了當電路中僅含基波分量、三次諧波分量以及兩種分量共存三種情況下串聯(lián)側變換器的工作性能,總體控制效果較好。最后,為了驗證串并聯(lián)側變換器組成的聯(lián)合控制系統(tǒng)實際的潮流控制能力,搭建了含DPFC的配網(wǎng)仿真模型,得到了DPFC對線路潮流控制能力的仿真結果,驗證了所設計控制器的可行性。此外,對DPFC從配置地點的選擇、現(xiàn)場安裝、構件設計、含DPFC系統(tǒng)須滿足的約束條件以及應用場合等方面也進行了初步研討,為DPFC的工程應用奠定了基礎。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM761
【圖文】：

圖 3-8 并聯(lián)側三相變換器仿真模型圖Figure 3-8 Simulation model of three phase converter on shunt side3.3.5三相變流器直接電流控制仿真結果針對圖 3-8 建立的并聯(lián)側三相變換器的仿真模型，結合電流前饋解耦的雙閉環(huán)控制策略，并斷開與單相變換器的連接，采用一個等效電阻為 11.52Ω 的直流負載來代替。設定功率因數(shù)為 1(控制無功功率的值為 0)，此時三相變換器從電網(wǎng)側只吸收有功功率。網(wǎng)側電流的波形以及頻譜分析結果如圖 3-9 所示。0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 t/s0.06 0.07 0.08 0.09 0.1-101(a)三相變換器網(wǎng)側電流波形ia,b,c/pu

圖 3-29 DPFC并聯(lián)側主電路仿真模型Figure 3-29 Simulation model of DPFC shunt side main circuitish,3/A(b)單相變換器交流側電壓(a)單相變換器三次諧波電流0.10.15 t/s0.18 0.20-10010-50050Vsh,3/V圖 3-30 三次諧波電流以及交流側電壓波形仿真結果Figure 3-30 The simulation results of the third harmonic current and the AC side voltage waveform無功功率有功功率-0.8-0.6-0.4-0.20t/sPg/Qg/pu

【參考文獻】

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本文編號：2795029