新型无功补偿技术及其在分布式发电系统中的应用

发布时间：2017-11-03 10:24

  本文关键词：新型无功补偿技术及其在分布式发电系统中的应用

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【摘要】：随着环境污染的日益严重和能源危机的不断加剧,可再生能源的开发和利用越来越受到人们的关注。传统能源的紧缺将会严重制约经济发展和社会进步。同时,在对传统能源进行开发和使用过程中会对生态环境造成一定的影响。综上所述,新能源和可再生能源的发展将是未来能源发展的必由之路。在新能源和可再生能源利用方面,分布式发电系统是不可缺少的部分。但是分布式发电系统存在着电压稳定性问题。本文介绍一种新型无功补偿技术—静止型磁能恢复开关(SVC-MERS),通过对分布式发电系统进行无功补偿来达到其电压稳定的要求。本论文的主要工作是对SVC-MERS的工作特性进行分析研究,并对其控制策略进行优化,改善其工作特性。同时,对SVC-MERS在分布式发电系统中的应用进行分析和研究。本文首先对磁能恢复开关(MERS)进行介绍。MERS有全桥型、半桥型、单开关型三种拓扑结构。随后在阐述SVC-MERS控制策略和基本工作原理的基础上对其建立数学模型并对其工作特性进行分析和研究,提出相应的优化和改善的措施,并进行仿真验证。其次,对SVC-MERS在分布式发电系统中的应用展开研究。相对于同步发电机,异步发电机具有价格便宜,维修方便,体积小等优点。但是异步发电机的输出电压会随着负载的增大而变小,需要通过无功补偿的方法来稳定其输出电压。本文将构建一种基于SVC-MERS的异步发电机系统的结构模型,并搭建仿真模型,对其进行仿真验证。最后,对SVC-MERS实验样机的硬件电路和软件系统进行设计和展开实验,并搭建基于SVC-MERS的异步发电机系统实验平台进行实验。
【关键词】：分布式发电系统 无功补偿 磁能恢复开关 异步发电机 稳压控制
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761.12
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题背景和意义9-11
• 1.1.1 课题背景9-10
• 1.1.2 课题意义10-11
• 1.2 无功补偿的背景和国内外研究现状11-18
• 1.2.1 串联无功补偿技术11-14
• 1.2.2 并联无功补偿技术14-18
• 1.3 本论文的任务以及章节安排18-19
• 第2章 基于MERS的无功补偿技术19-33
• 2.1 MERS的基本概念及发展历程19-20
• 2.2 MERS无功补偿的结构拓扑组20-24
• 2.2.1 全桥型MERS20-21
• 2.2.2 半桥型MERS21-22
• 2.2.3 单开关型MERS22-23
• 2.2.4 各种MERS结构的比较23-24
• 2.3 SVC-MERS的基本原理24-25
• 2.4 SVC-MERS的工作模式25-30
• 2.4.1 平衡模式25-26
• 2.4.2 不连续模式26-28
• 2.4.3 直流偏置旁路模式28-29
• 2.4.4 SVC-MERS的无功功率补偿特性分析29-30
• 2.5 和现有其他无功补偿技术的比较30-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 SVC-MERS工作特性分析及优化控制33-46
• 3.1 单相SVC-MERS的数学模型33-35
• 3.2 三相系统中星形连接的SVC-MERS的工作特性35-38
• 3.2.1 SVC-MERS的X_L/X_C参数35-36
• 3.2.2 星形连接SVC-MERS的控制参数V_(Cmin)和γ36-37
• 3.2.3 用以减小谐波的优化控制策略37-38
• 3.3 三相系统中三角形连接的SVC-MERS的工作特性38-42
• 3.3.1 三相系统中SVC-MERS线电流的数学模型38-40
• 3.3.2 三角形连接的SVC-MERS的控制参数V_(Cmin)和γ40-41
• 3.3.3 用以减小谐波的优化控制策略41-42
• 3.4 仿真分析42-45
• 3.4.1 三相系统中星形连接的SVC-MERS仿真分析42-44
• 3.4.2 三相系统中三角形连接的SVC-MERS仿真分析44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 SVC-MERS在分布式发电系统中的应用研究46-67
• 4.1 分布式发电系统46-47
• 4.2 异步发电机的自励发电原理47-51
• 4.2.1 异步发电机的两种工作状态47
• 4.2.2 异步发电机自励建压过程47-49
• 4.2.3 自励式异步发电机建压的必要条件49-51
• 4.3 异步发电机的电压稳定性研究51-57
• 4.3.1 异步发电机的等效电路51-55
• 4.3.2 电容值的确定55
• 4.3.3 负载和电容对异步发电机端电压的影响55-57
• 4.4 基于SVC-MERS的异步发电机系统的电压控制方法57-61
• 4.4.1 三相平衡负载条件下的稳压控制方法57-60
• 4.4.2 不平衡负载条件下的稳压控制方法60-61
• 4.5 仿真分析61-66
• 4.5.1 PSIM软件简介61-62
• 4.5.2 基于SVC-MERS的异步发电机系统仿真研究62-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第5章 硬件和软件设计67-77
• 5.1 SVC-MERS的硬件设计67-71
• 5.2 SVC-MERS的软件设计71-72
• 5.3 实验72-76
• 5.4 本章小结76-77
• 总结与展望77-79
• 参考文献79-83
• 附录A 攻读学位期间获得的研究成果83-84
• 致谢84

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本文编号：1135798