三相Buck型动态电容器无功和负序电流综合补偿技术研究

发布时间：2020-04-29 10:22

【摘要】：配电系统中存在着很多不平衡感性负载,其产生的无功和负序电流不仅会增加线路的损耗,还会引起以负序分量启动的继电保护装置误动作,威胁着电力系统的安全运行。通过并联补偿装置进行无功补偿和不平衡抑制来提高电能质量得到了广泛的研究。动态电容器(Dynamic Capacitor,D-CAP)是一种新型的电能质量补偿装置,成本低且性能优异,在无功补偿领域有着很好的发展前景。在目前的研究中,动态电容器已成功实现了动态的无功补偿和谐波抑制,但使用动态电容器综合补偿不平衡感性负载的无功和负序电流目前还未有人研究。本文针对角形和星形结构Buck型动态电容器,对其综合补偿不平衡感性负载的无功和负序电流进行了研究。首先分析了D-CAP的基本结构和数学模型。然后研究了三相三线系统中功率因数校正和不平衡抑制之间的关系,分析了使用D-CAP进行负序电流补偿的可行性。进一步推导了角形D-CAP补偿不平衡负载的等效补偿电容表达式,并根据等效补偿电容表达式确定了角形D-CAP补偿负序电流的能力。然后针对负序电流超出角形D-CAP补偿能力的负载,提出一种优化补偿的方法使得角形D-CAP可以尽最大能力补偿不平衡负载的负序电流。由于星形D-CAP在补偿不平衡负载时中性点电势会发生偏移,且星形D-CAP两端额定电压通常是电网相电压的1.1-1.3倍,所以其补偿能力会受到每相额定电压的限制。本文基于此分析了星形D-CAP的负序电流补偿能力,并针对超出其补偿能力的负载进行了负序分量限幅,使星形D-CAP可以在不超过额定电压的情况下尽可能补偿负载的负序电流。最后将角形和星形D-CAP的补偿特性进行了对比分析,并通过Matlab/Simulink仿真,以及33kVAr/220V三相Buck型D-CAP实验样机,验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM53

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本文编号：2644476