本文關(guān)鍵詞： 電壓源型換流器 等值電路 LCL濾波器 穩(wěn)定性　出處：《華南理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著電壓源型換流器(Voltage Source Converter,VSC)在現(xiàn)代電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用,其產(chǎn)生的諧波將對(duì)電網(wǎng)造成不可忽視的影響。為有效分析VSC對(duì)電網(wǎng)的影響,有必要建立VSC的等值電路,簡化含VSC配網(wǎng)的分析計(jì)算工作。同時(shí),針對(duì)VSC產(chǎn)生大量的高次特征諧波,研究濾波器的設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)濾波器定量、簡潔的設(shè)計(jì),對(duì)抑制VSC給電網(wǎng)造成的諧波污染具有重要的意義。本文圍繞VSC等值電路和濾波器設(shè)計(jì)方法兩個(gè)主要問題開展研究,在綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,開展了以下研究工作:(1)基于VSC序分量動(dòng)態(tài)相量諧波分析模型,提出了VSC基波正序穩(wěn)態(tài)等值電路和基波負(fù)序及3次諧波正序聯(lián)立的穩(wěn)態(tài)等值電路模型�；谥C波分析模型的穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果,利用電流控制電壓源描述了VSC交直流側(cè)相互作用關(guān)系,并利用Thevenin等效電路分別獲得了基波負(fù)序穩(wěn)態(tài)等值電路和3次諧波正序穩(wěn)態(tài)等值電路。(2)基于VSC序分量動(dòng)態(tài)相量諧波分析模型,提出了一種LCL濾波器確定性設(shè)計(jì)方法。首先,基于傳統(tǒng)L濾波器的設(shè)計(jì)方法,確定整流器側(cè)電感值;其次,利用VSC諧波分析模型,定量計(jì)算得到VSC產(chǎn)生的諧波分布結(jié)果;然后,基于無功功率約束,定量計(jì)算得到濾波電容值;最后,在諧波分布結(jié)果的基礎(chǔ)上,計(jì)及IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)的諧波要求,定量計(jì)算出網(wǎng)側(cè)電感值。(3)利用根軌跡法,對(duì)基于LCL濾波的VSC的控制系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析,實(shí)現(xiàn)控制策略和參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先對(duì)比分析了整流器側(cè)電流反饋控制與網(wǎng)側(cè)電流反饋控制的穩(wěn)定性;然后研究了阻尼電阻對(duì)控制策略穩(wěn)定性的影響;最后利用零極點(diǎn)配置的方法,對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。(4)設(shè)計(jì)了LCL濾波的VSC的物理實(shí)驗(yàn)測試裝置,對(duì)濾波器的確定性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文提出的VSC等值電路模型和LCL濾波器確定性設(shè)計(jì)方法簡化了VSC的分析和濾波器的設(shè)計(jì)工作,對(duì)抑制VSC產(chǎn)生諧波對(duì)電網(wǎng)的影響有指導(dǎo)作用。本文研究工作由國家自然科學(xué)基金(51307061)資助。
[Abstract]:With the wide application of voltage Source converter (VSCs) in modern power systems, the harmonic generated by VSCs will not be ignored. In order to analyze the influence of VSC on power grid effectively, it is necessary to establish the equivalent circuit of VSC. The analysis and calculation of distribution network with VSC is simplified. At the same time, the design method of filter is studied to realize the quantitative and succinct design of filter, aiming at a large number of high order characteristic harmonics generated by VSC. It is of great significance to suppress harmonic pollution caused by VSC. This paper focuses on the two main problems of VSC equivalent circuit and filter design method, and summarizes the current research situation at home and abroad. Based on the dynamic phasor harmonic analysis model of VSC sequence component, The steady-state equivalent circuit model of VSC fundamental positive sequence equivalent circuit and fundamental negative sequence and third-order harmonic positive sequence is proposed, based on the steady state analysis results of harmonic analysis model. The current-controlled voltage source is used to describe the interaction between AC and DC side of VSC. The fundamental negative sequence equivalent circuit and the third harmonic positive sequence steady state equivalent circuit are obtained by using Thevenin equivalent circuit. Based on the VSC sequence component dynamic phasor harmonic analysis model, a deterministic design method of LCL filter is proposed. Based on the traditional L filter design method, the inductance of rectifier side is determined. Secondly, the harmonic distribution of VSC is calculated quantitatively by using VSC harmonic analysis model. Finally, on the basis of harmonic distribution results, considering the harmonic requirements of IEEE1547 standard, quantitatively calculate the net side inductance. 3) using the root locus method, the stability of VSC control system based on LCL filter is analyzed. The stability of rectifier side current feedback control and grid side current feedback control is compared with that of grid side current feedback control, and the influence of damping resistance on control strategy stability is studied. Finally, by using the method of zero pole assignment, the optimal design of controller parameters is carried out. (4) the physical experiment test device of VSC with LCL filter is designed. The VSC equivalent circuit model and LCL filter deterministic design method proposed in this paper simplify the analysis of VSC and the design of filter. This paper is supported by the National Natural Science Foundation of China 51307061).
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM761;TN713

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1549822