隨著電力電子設(shè)備的應用日益廣泛,其產(chǎn)生的諧波電流和無功功率會對電網(wǎng)造成污染,引發(fā)額外的功率損失和設(shè)備故障,帶來嚴重危害,因此,諧波抑制與無功補償?shù)难芯康玫皆絹碓綇V泛的重視,電力系統(tǒng)對能夠同時進行諧波抑制和大容量無功補償?shù)碾娏﹄娮釉O(shè)備也有著廣泛需求。本文設(shè)計一種基于小容量有源電力濾波器(APF)和多組晶閘管投切電容器(TSC)的混合補償系統(tǒng),結(jié)合了APF響應迅速、補償精度高和TSC容量大、成本低的優(yōu)點,通過APF和TSC的協(xié)同配合,實現(xiàn)連續(xù)、精確的諧波抑制和無功補償,并對混合系統(tǒng)的控制方法進行了深入探討和研究。首先建立了混合系統(tǒng)的數(shù)學模型,并對TSC電抗率的選取進行了討論,在此基礎(chǔ)上分析了電流補償系數(shù)、TSC電抗率和電網(wǎng)電感對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。然后介紹了常用電流控制方法的基本原理,并設(shè)計兩種應用于混合系統(tǒng)的電流分頻控制方法。針對三相對稱的情況,設(shè)計一種基于PI和PR的電流分頻控制方法,將諧波與無功電流按照頻率和性質(zhì)使用獨立的PI或PR控制器進行控制,達到較高的控制精度。針對電網(wǎng)諧波成分比較復雜或處理器資源有限的情況,設(shè)計一種基于降階廣義積分器(ROGI)的電流分頻控制方法,對電網(wǎng)電流中的基波有功分量、基波無功分量和各次諧波分量使用獨立的ROGI單元進行控制,減小了系統(tǒng)開銷,具有較高的自由度和諧波選擇特性。針對傳統(tǒng)固定延時投切方法應用于混合系統(tǒng)時出現(xiàn)的暫態(tài)響應差、TSC混亂投切等問題,提出一種基于開關(guān)表決策的投切控制方法,在不增加負載電流傳感器的條件下,運用多種開關(guān)表切換、電流變化率閾值設(shè)置和過零檢測等手段,可有效避免TSC的混亂投切,并減小APF輸出電流的負擔,改善投切過程中的電能質(zhì)量。最后搭建了混合系統(tǒng)的硬件平臺,對關(guān)鍵參數(shù)選取、硬件選型、控制電路設(shè)計和軟件設(shè)計等進行了討論,并通過實驗驗證了所提電流控制方法和投切控制方法的有效性。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM761.12
【部分圖文】：

并聯(lián)型用于補償電流源型諧波負載，應用最為廣泛，ＡＰＦ檢測電流的方式主要包括電網(wǎng)側(cè)逡逑電流檢測和負載側(cè)電流檢測兩種方式［４７］，本文采用的是并聯(lián)型結(jié)構(gòu)和負載側(cè)電流檢測方式。逡逑圖２－１為采用負載側(cè)電流檢測方式的并聯(lián)型ＡＰＦ的主電路圖。逡逑￣：邋ＩＩＩ邋ｒ邐ＩＩＩ．］逡逑ＬＣＬ濾波器邐逆變器逡逑Ｌ２邋ａ邐３￣／Ｈ逡逑ｃ邋丁邐ｌ／￣邋Ｍ逡逑＾０逡逑圖２－１負載側(cè)電流檢測方式的并聯(lián)型ＡＰＦ主電路圖逡逑圖２－１中，ｈ為電網(wǎng)電感，為電網(wǎng)電流，／Ｃ＊ＡＰＦ輸出電流，匕為負載電流，心為逡逑逆變器側(cè)濾波電感，ｈ為電網(wǎng)側(cè)濾波電感，Ｃ為高頻濾波電容，兄／為阻尼電阻。由圖２－１逡逑可知，ＡＰＦ由逆變器和ＬＣＬ濾波器組成，逆變器輸出補償電流，經(jīng)過ＬＣＬ濾波器濾除高逡逑頻開關(guān)諧波，注入到電網(wǎng)中補償諧波電流。逡逑１２逡逑

邐第２章混合系統(tǒng)原理與穩(wěn)定性分析逡逑性負載。圖２－５中，％為電網(wǎng)電壓，厶為電網(wǎng)電感，匕為電網(wǎng)電流，／ｉ為負載電流，為逡逑ＴＳＣ電流，／Ｃ＊ＡＰＦ輸出電流，為ＴＳＣ與負載電流之和。在ＡＰＦ的結(jié)構(gòu)中，ｈ為逆變逡逑器側(cè)濾波電感，Ｚ２為電網(wǎng)側(cè)濾波電感，Ｃ為高頻濾波電容，凡／為阻尼電阻，為直流母線逡逑電壓。ＴＳＣ采用三角形連接，每一相由反并聯(lián)晶閘管、電容Ｃ／、電感Ｚ／組成。逡逑＾邐４．邋ｐｃｃ邋N邐ＩＩ邋邐逡逑…一了一邐邐邐＝＾－１邐——邐１逡逑邐邐邐邋１邋ｒ逡逑［１少一邐——邐—．．．——……—邐邋：：逡逑Ｌ？＿０．．．．．．／ｗｒ＞邐邐邐邐邋邐了邐邐邐ｊ邋＊邋丨—逡逑ｒ邐］逡逑＼邋廠邐＿－ＹＹＶＸ＿

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本文編號：2833049