基于DSTATCOM和TSC无功补偿的电能质量控制系统的研究

发布时间：2023-04-01 02:38

　　从上个世纪末开始,电能质量问题逐渐受到电力企业和用户的重视。电压波动和闪变作为两个重要的电能质量指标,与电网无功功率的变化存在着某种内在联系。一般为了治理电压波动和闪变问题,多采用无功补偿装置对系统的感性无功功率或容性无功功率进行补偿以维持电压稳定。实际配电系统常用静止同步补偿器(DSTATCOM)和晶闸管投切电容器装置(TSC)补偿无功能量,因此本课题对DSTATCOM和TSC组成的混合补偿系统进行研究。首先,本文研究了静止同步补偿器和晶闸管投切电容器的原理和数学模型。针对DSTATCOM稳态工作向量图分析了静止同步补偿器的工作机理,围绕d轴电流、q轴电流以及直流侧电容电压建立了状态空间表达式,揭示了DSTATCOM的补偿原理;通过单相TSC连接电路形式建立了稳态电流与电路电源间的关系,再从时域角度建立了两者微分方程表达式,同时分析了晶闸管过零投切电容器的原理。其次,详细设计了无功和谐波电流的检测方法以及混合补偿系统的控制策略。其中无功和谐波电流的检测采用基于ip-iq双窗宽滑动滤波算法,以适应稳态和暂态两种检测场合。无功电流的整体控制采用外环电压、内环电流的双闭环结构,DSTATC...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 国外研究进展
        1.2.2 国内研究进展
    1.3 研究内容
    1.4 论文的结构安排
    1.5 本章小结
2 无功补偿系统的工作原理
    2.1 电压波动与无功功率的关系
        2.1.1 电压波动
        2.1.2 无功功率控制的意义
    2.2 无功补偿装置原理及特点
        2.2.1 DSTATCOM原理及其动态模型
        2.2.2 TSC原理及其动态模型
    2.3 35kV/100MVA电力系统仿真模型的建立
        2.3.1 模型配置参数和初始化参数设置
        2.3.2 发电部分参数设置
        2.3.3 用户侧负载部分参数设置
    2.4 电能质量仿真分析
        2.4.1 电压波动仿真结果
        2.4.2 电压闪变仿真结果
        2.4.3 功率及电压数据对照
    2.5 本章小结
3 无功与谐波电流的检测与控制理论
    3.1 基于时域的谐波与无功检测算法
    3.2 d-q检测原理与滑动滤波器模型
    3.3 间接电流控制下的双闭环模型
        3.3.1 内环与外环控制
        3.3.2 比例积分控制器
    3.4 无功电流和直流侧电流的解耦控制
    3.5 本章小结
4 混合补偿系统的协调控制策略
    4.1 FACTS间的交互影响
    4.2 主要协调控制模式和集中控制策略
        4.2.1 两种协调控制模式
        4.2.2 集中控制策略与HVC系统特性分析
        4.2.3 内环无功给定分配规则
    4.3 基于无功电流给定的前馈控制
    4.4 混合补偿控制系统的仿真及分析
        4.4.1 协调控制中心的设计
        4.4.2 静止同步补偿器内部设计
        4.4.3 晶闸管投切电容器装置内部设计
        4.4.4 系统整体仿真及分析
    4.5 本章小结
5 DSTATCOM补偿装置的控制器优化
    5.1 主要的控制器优化方法
    5.2 模糊控制器的基本结构
    5.3 比例因子和积分常数自整定规则的设计
    5.4 模糊控制优化仿真及结果分析
    5.5 本章小结
6 混合补偿装置的控制单元软硬件设计
    6.1 协调控制单元的硬件选型
    6.2 协调控制单元的硬件设计
    6.3 协调控制单元的软件设计
        6.3.1 驱动程序设计
        6.3.2 应用程序设计
    6.4 实验验证
        6.4.1 正常工况测试
        6.4.2 电压跌落状态测试
    6.5 本章小结
7 设计总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作及展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3776295