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)帶來了不可避免的電能質(zhì)量問題,主要包括諧波污染、功率因數(shù)低、三相不平衡、電壓波動等,直接影響電力系統(tǒng)用電設(shè)備的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。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)量問題,這主要是因為補償無功和不平衡是它的基本功能。針對配電網(wǎng)中諧波污染、功率因數(shù)低、三相不平衡問題,可以運用無源濾波器和靜止同步補償器并聯(lián)運行的補償方案,使電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問題得到較為全面的改善。首先,根據(jù)傳統(tǒng)無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)諧無源濾波器。利用其等效電路模型詳細推導(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)諧無源濾波器的仿真模型并對其濾波與調(diào)諧性能進行仿真,證實了所提基于晶閘管控制的變壓器型可調(diào)諧無源濾波器調(diào)諧性能的有效性。其次,本文選擇D-STATCOM對電力系統(tǒng)無功以及不平衡問題進行補償。介紹了D-STATCOM的拓撲結(jié)構(gòu)及優(yōu)點,然而能否準確檢測到電網(wǎng)所需補償電流的指令信息成為D-STATCOM能否高效運行的關(guān)鍵。在電網(wǎng)電壓畸變或不平衡時,傳統(tǒng)的i_p-i _q指令電流檢測法因不能準確檢測到電網(wǎng)電壓基波正序分量而出現(xiàn)檢測誤差,進而影響補償指令電流檢測的準確性,使設(shè)備補償效果大打折扣。因此提出了一種改進的i_p-i _q補償指令電流檢測法,該方法可以消除電網(wǎng)在非理想情況下的檢測誤差,從而可以準確地檢測補償指令電流,并通過仿真驗證了該檢測方法的準確性。最后,理論分析說明無源濾波器與D-STATCOM并聯(lián)運行的特點和優(yōu)勢,并應(yīng)用于工程實例中。結(jié)果表明,當(dāng)可變負荷諧波含量增大時D-STATCOM單獨運行的濾波效果很不理想,此時在負荷側(cè)再加裝無源濾波器,可使諧波含量大大降低。因此驗證了無源濾波器和D-STATCOM并聯(lián)運行進行補償?shù)恼_性及可行性。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM761
【部分圖文】：

圖 1.1 常見無功補償裝置示意圖調(diào)相機和并聯(lián)電容器屬于早期的無功補償裝置。同步調(diào)相機運行時噪重、控制方式復(fù)雜、響應(yīng)速度慢、運行成本高，技術(shù)水平已明顯不能復(fù)雜的無功補償需要[23,24]。并聯(lián)電容器由于價格低廉、損耗較小、安是我國主要的無功補償方式[25,26]，但是由于容抗的的固定性，無功補并且當(dāng)系統(tǒng)存在諧波時，會與系統(tǒng)中的感性負載發(fā)生串并聯(lián)諧振，造設(shè)備誤動作等安全隱患。來，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)為解量問題提供了新方向，基于 FACTS 技術(shù)的靜止無功補償器(SVC)得到獻[28]提出對非線性 SVC 系統(tǒng)采用改進的 PI 控制方法，克服了由傳統(tǒng)運行不穩(wěn)定以及依賴精確數(shù)學(xué)模型等缺點。但是由于其控制復(fù)雜在工。文獻[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)對數(shù)學(xué)模型有很高的精確度要求，限制了該技術(shù)無與發(fā)展。靜止同步補償器(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際運行中，一方面，不僅周圍溫度會發(fā)生變化，自身也會發(fā)象，這將會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)計計算以及安裝和調(diào)試過誤差，從而使實際參數(shù)和諧振頻率偏離諧振值，這些都會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 也會下降。然而，濾波器一旦被設(shè)計出來，其電感值 L 就率公式為：LCf2π1 值 C 變化而電感值 L 不變時，濾波頻率 f 值隨之變化，諧振點發(fā)諧性能變差，嚴重時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】

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本文編號：2809428