本文關(guān)鍵詞：電流源型STATCOM控制策略研究

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【摘要】：隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展,電能質(zhì)量和電能使用效率受到日益廣泛重視。對電網(wǎng)進行無功補償是改善電能質(zhì)量的一種有效途徑,靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator, STATCOM)作為一種新型的動態(tài)無功補償裝置,在改善電網(wǎng)電能質(zhì)量、提高電能使用效率、促進節(jié)能減排等方面發(fā)揮著重要作用。STATCOM技術(shù)憑借其快速的動態(tài)響應和優(yōu)秀的補償性能,已經(jīng)成為國內(nèi)外無功補償領域的研究熱點。STATCOM根據(jù)系統(tǒng)采用的電力變流器類型可分為電壓源型和電流源型,本文重點研究了電流源型STATCOM(簡稱CSC-STATCOM)。隨著超導儲能技術(shù)和反向阻斷型開關(guān)器件的發(fā)展,CSC-STATCOM在動態(tài)無功補償領域的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。本文主要研究工作如下：首先,對三相CSC-STATCOM系統(tǒng)的基本拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理進行研究,建立數(shù)學模型。采用坐標變換方法實現(xiàn)系統(tǒng)模型的降階,簡化控制過程。為了進一步減少空間矢量脈沖寬度調(diào)制技術(shù)的開關(guān)次數(shù)、降低開關(guān)損耗,深入研究了基于鋸齒波載波的空間矢量脈沖寬度調(diào)制策略。與傳統(tǒng)的采用三角波載波的空間矢量脈沖寬度調(diào)制技術(shù)進行了對比分析,并進行了仿真驗證。然后,詳細研究了三相CSC-STATCOM系統(tǒng)的控制策略�？刂葡到y(tǒng)采用雙電流閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),外環(huán)采用傳統(tǒng)的PI控制器,以穩(wěn)定直流側(cè)電流,內(nèi)環(huán)采用狀態(tài)反饋線性化的控制,以實現(xiàn)對無功指令電流的快速跟蹤。針對傳統(tǒng)鎖相環(huán)技術(shù)控制電路復雜、鎖相不精確等問題,提出一種適用于三相CSC-STATCOM系統(tǒng)的無鎖相環(huán)控制方法,并進行仿真分析,結(jié)果驗證了這種無鎖相環(huán)控制方法的優(yōu)越性。最后,基于Matlab/Simulink工具搭建了三相CSC-STATCOM系統(tǒng)的仿真模型,進行了仿真研究。并搭建了三相CSC-STATCOM系統(tǒng)實驗平臺,完成了相關(guān)實驗。仿真和實驗結(jié)果表明,雙電流閉環(huán)控制方法能有效用于三相CSC-STATCOM系統(tǒng),使得系統(tǒng)具有快速的動態(tài)響應和精確的補償性能。
【關(guān)鍵詞】：靜止同步補償器 動態(tài)無功補償 空間矢量脈寬調(diào)制 狀態(tài)反饋線性化
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM761.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景與意義8-11
• 1.2 STATCOM的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 STATCOM裝置應用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 STATCOM控制方法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 電流源型STATCOM的工作原理與數(shù)學建模16-33
• 2.1 電流源型STATCOM的拓撲結(jié)構(gòu)16
• 2.2 電流源型STATCOM的基本原理16-18
• 2.3 電流源型STATCOM的數(shù)學建模18-21
• 2.4 電流源型STATCOM的空間矢量調(diào)制技術(shù)21-27
• 2.4.1 SVPWM的開關(guān)狀態(tài)21-23
• 2.4.2 空間電流矢量的形成23-25
• 2.4.3 指令電流矢量的合成與調(diào)制25-27
• 2.5 改進型SVPWM調(diào)制策略研究27-29
• 2.5.1 基于三角波載波的SVPWM調(diào)制策略27-28
• 2.5.2 基于鋸齒波載波的SVPWM調(diào)制策略28-29
• 2.6 改進型SVPWM調(diào)制策略仿真驗證29-32
• 2.7 本章小結(jié)32-33
• 3 電流源型STATCOM的控制策略研究33-41
• 3.1 狀態(tài)反饋線性化控制方法33-35
• 3.2 無鎖相環(huán)控制原理35-38
• 3.3 無鎖相環(huán)控制仿真38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 電流源型STATCOM系統(tǒng)的仿真研究41-50
• 4.1 仿真模型及參數(shù)設定41-42
• 4.2 靜態(tài)無功補償42-45
• 4.2.1 補償感性無功42-43
• 4.2.2 補償容性無功43-45
• 4.3 動態(tài)無功補償45-49
• 4.3.1 負載大小突變仿真45-47
• 4.3.2 負載性質(zhì)突變仿真47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 電流源型STATCOM系統(tǒng)的實驗研究50-61
• 5.1 主電路設計51-52
• 5.2 信號采集電路設計52-54
• 5.3 控制系統(tǒng)的軟件設計54-57
• 5.3.1 主程序設計55
• 5.3.2 中斷服務程序設計55-57
• 5.3.3 EPWM動作設定57
• 5.4 實驗結(jié)果及分析57-60
• 5.4.1 驅(qū)動脈沖信號的生成57-58
• 5.4.2 補償感性無功58-59
• 5.4.3 補償容性無功59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉文華,劉炳;IEGT——適用于STATCOM的新型大功率開關(guān)器件[J];電力電子技術(shù);2001年04期

2 張曉虎;羅隆福;劉潔;;基于負荷實測的配電網(wǎng)無功優(yōu)化及其降損節(jié)能效益分析[J];電網(wǎng)技術(shù);2012年05期

3 黃偉雄;胡廣振;王永源;雷雪;吳丹青;;南方電網(wǎng)35kV±200Mvar鏈式STATCOM現(xiàn)場試運行[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年19期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐東飛;大容量STATCOM鏈節(jié)及其等價試驗的研究[D];清華大學;2005年

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本文編號：548406