三相电压不平衡下LCL型DSTATCOM的研究与设计

发布时间：2017-12-18 13:10

  本文关键词：三相电压不平衡下LCL型DSTATCOM的研究与设计

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【摘要】：在配电网中,用户端接入点电压的不平衡度是配电网供电质量的一个重要的衡量指标,将DSTATCOM安装于配电网中是降低接入点电压不平衡度的有效手段。为了减少DSTATCOM网侧开关谐波电压对配电网接入端造成的二次谐波污染,本文使用LCL型滤波器代替传统的L型滤波器。针对传统的正负序双电流内环叠加控制策略计算量大且LCL型系统解耦复杂的问题,本文采用基于PR控制器的分相控制策略。针对在三相不平衡条件下,p-q法与p qi-i法难以准确地检测出无功与负序电流指令值的问题,本文使用基于正序电压同步变换的广义无功电流检测方案。针对基于PR控制器的LCL型DSTATCOM的数学模型为5阶系统,使得系统控制器参数难以设计的问题,提出了一种电流环控制器参数精确设计方法。利用频率特性分析法分析电容反馈系数和PR控制器各参数对系统电流环的影响,以系统稳定裕度和补偿性能为指标,设计出各参数的取值范围,进而依据频率特性给出符合实际工况的参数值选取优化方案。该方法设计简单、运算量小,设计过程中不需要对参数进行反复试凑便能精确满足各项性能指标,保障系统在复杂工况下仍能稳定运行,且具有较高的补偿能力。在Matlab/Simulink仿真环境下,通过无功补偿、负载突变、三相电压不平衡实验,验证了本文所提检测方案、控制策略及参数设计方法的有效性。在三相电压不平衡实验中,将本文所提出方法较传统的方法相比,凸显其补偿效果更好的优势。最后设计了一台以TMS320F2812型DSP作为主控芯片,功率为3kVA的实验原理样机。在样机上实现了传统的前馈解耦无功电流补偿控制策略与基于PR控制器的分相控制策略,物理实验结果进一步证明了本文所提出的控制策略及其参数设计方法的有效性。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761
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本文编号：1304272