配電網(wǎng)中新型用電設(shè)備的快速發(fā)展和廣泛使用給電力系統(tǒng)帶來(lái)了不可避免的電能質(zhì)量問(wèn)題,主要包括諧波污染、功率因數(shù)低、三相不平衡、電壓波動(dòng)等,直接影響電力系統(tǒng)用電設(shè)備的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電網(wǎng)諧波治理以安裝濾波器為主,相比于有源濾波器,無(wú)源濾波器(PF)仍是用于諧波治理的主要設(shè)備。配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器(Distribution Static Synchronous Compensator,D-STATCOM)不僅可以提高電網(wǎng)功率因數(shù),而且可以解決三相不平衡的電能質(zhì)量問(wèn)題,這主要是因?yàn)檠a(bǔ)償無(wú)功和不平衡是它的基本功能。針對(duì)配電網(wǎng)中諧波污染、功率因數(shù)低、三相不平衡問(wèn)題,可以運(yùn)用無(wú)源濾波器和靜止同步補(bǔ)償器并聯(lián)運(yùn)行的補(bǔ)償方案,使電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問(wèn)題得到較為全面的改善。首先,根據(jù)傳統(tǒng)無(wú)源濾波器的工作原理,分析了其受參數(shù)變化影響而失諧的原因,提出基于晶閘管控制的變壓器型可調(diào)諧無(wú)源濾波器。利用其等效電路模型詳細(xì)推導(dǎo)了觸發(fā)控制角與該調(diào)諧濾波器參數(shù)L、C之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,搭建了該可調(diào)諧無(wú)源濾波器的仿真模型并對(duì)其濾波與調(diào)諧性能進(jìn)行仿真,證實(shí)了所提基于晶閘管控制的變壓器型可調(diào)諧無(wú)源濾波器調(diào)諧性能的有效性。其次,本文選擇D-STATCOM對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功以及不平衡問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)償。介紹了D-STATCOM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn),然而能否準(zhǔn)確檢測(cè)到電網(wǎng)所需補(bǔ)償電流的指令信息成為D-STATCOM能否高效運(yùn)行的關(guān)鍵。在電網(wǎng)電壓畸變或不平衡時(shí),傳統(tǒng)的i_p-i _q指令電流檢測(cè)法因不能準(zhǔn)確檢測(cè)到電網(wǎng)電壓基波正序分量而出現(xiàn)檢測(cè)誤差,進(jìn)而影響補(bǔ)償指令電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性,使設(shè)備補(bǔ)償效果大打折扣。因此提出了一種改進(jìn)的i_p-i _q補(bǔ)償指令電流檢測(cè)法,該方法可以消除電網(wǎng)在非理想情況下的檢測(cè)誤差,從而可以準(zhǔn)確地檢測(cè)補(bǔ)償指令電流,并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性。最后,理論分析說(shuō)明無(wú)源濾波器與D-STATCOM并聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),并應(yīng)用于工程實(shí)例中。結(jié)果表明,當(dāng)可變負(fù)荷諧波含量增大時(shí)D-STATCOM單獨(dú)運(yùn)行的濾波效果很不理想,此時(shí)在負(fù)荷側(cè)再加裝無(wú)源濾波器,可使諧波含量大大降低。因此驗(yàn)證了無(wú)源濾波器和D-STATCOM并聯(lián)運(yùn)行進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼_性及可行性。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM761
【部分圖文】：

圖 1.1 常見無(wú)功補(bǔ)償裝置示意圖調(diào)相機(jī)和并聯(lián)電容器屬于早期的無(wú)功補(bǔ)償裝置。同步調(diào)相機(jī)運(yùn)行時(shí)噪重、控制方式復(fù)雜、響應(yīng)速度慢、運(yùn)行成本高，技術(shù)水平已明顯不能復(fù)雜的無(wú)功補(bǔ)償需要[23,24]。并聯(lián)電容器由于價(jià)格低廉、損耗較小、安是我國(guó)主要的無(wú)功補(bǔ)償方式[25,26]，但是由于容抗的的固定性，無(wú)功補(bǔ)并且當(dāng)系統(tǒng)存在諧波時(shí)，會(huì)與系統(tǒng)中的感性負(fù)載發(fā)生串并聯(lián)諧振，造設(shè)備誤動(dòng)作等安全隱患。來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)為解量問(wèn)題提供了新方向，基于 FACTS 技術(shù)的靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)得到獻(xiàn)[28]提出對(duì)非線性 SVC 系統(tǒng)采用改進(jìn)的 PI 控制方法，克服了由傳統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定以及依賴精確數(shù)學(xué)模型等缺點(diǎn)。但是由于其控制復(fù)雜在工。文獻(xiàn)[29]提出采用線性自抗擾控制技術(shù)提高 SVC 的穩(wěn)定性，其原理性化，但這種技術(shù)對(duì)數(shù)學(xué)模型有很高的精確度要求，限制了該技術(shù)無(wú)與發(fā)展。靜止同步補(bǔ)償器(D-STATCOM)與 SVC 相比，具有調(diào)節(jié)速度設(shè)備損耗低、不易引發(fā)諧振短路、自適應(yīng)能力好、可連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功等

(a) 基本結(jié)構(gòu) (b) 阻抗特性圖 2.1 傳統(tǒng)單調(diào)諧濾波器基本原理圖在實(shí)際運(yùn)行中，一方面，不僅周圍溫度會(huì)發(fā)生變化，自身也會(huì)發(fā)象，這將會(huì)引起電容器和電感線圈的參數(shù)發(fā)生變化；另一方面，參數(shù)影響較大，系統(tǒng)參數(shù)不穩(wěn)定使其設(shè)計(jì)計(jì)算以及安裝和調(diào)試過(guò)誤差，從而使實(shí)際參數(shù)和諧振頻率偏離諧振值，這些都會(huì)引起濾波定電壓不變的情況下，隨著溫度或環(huán)境的變化，電容器的容量 容值 C 也會(huì)下降。然而，濾波器一旦被設(shè)計(jì)出來(lái)，其電感值 L 就率公式為：LCf2π1 值 C 變化而電感值 L 不變時(shí)，濾波頻率 f 值隨之變化，諧振點(diǎn)發(fā)諧性能變差，嚴(yán)重時(shí)還可能引起諧波的放大，與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧

圖 2.2 TCR 型濾波器基本結(jié)構(gòu))作為可變電感，可快速、平度好、響應(yīng)速度快等許多優(yōu)諧波，從而對(duì)其他設(shè)備和電網(wǎng)壓器型濾波器原理器型濾波器是由晶閘管控制變，其結(jié)構(gòu)見圖 2.3(a)。其中變工作繞組被接入電網(wǎng)，控制繞的觸發(fā)角 調(diào)節(jié)范圍為 90 ~1改變變壓器內(nèi)部的磁通達(dá)到阻抗連續(xù)變化的目的。若，TrL 為電流改變前變壓器繞增量，eqL 為變壓器型電抗器的

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2809428