链式三角形静止无功发生器的应用研究

发布时间：2017-12-06 02:14

  本文关键词：链式三角形静止无功发生器的应用研究

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【摘要】：随着各类电力电子负荷数量和容量的急剧增加,电能质量问题变得越来越复杂、综合,对电网和用户的影响也越来越大,因此电能质量问题的综合治理成为了新的研究热点。电力系统负荷端的电能质量主要为：三相不平衡电流、无功电流以及谐波电流。在低压场合(线电压380V),采用基于三相半桥拓扑结构的电能质量补偿装置(如有源电力滤波器APF),可以对负荷进行综合补偿。但在高压场合(线电压10kV或35kV)对负荷进行综合补偿的研究较少。本文提出采用链式三角形SVG对负荷的三相不平衡电流、无功电流以及谐波电流进行综合补偿。介绍了链式三角形SVG的主电路拓扑结构,分析了对负荷进行综合补偿时的基本原理。将斯坦梅兹理论应用于链式三角形SVG,计算得出其补偿负荷三相不平衡电流和无功电流的相电流指令。介绍了以环流等于0为约束原则的谐波电流补偿策略。提出了一种谐波电流优化补偿策略并给出了具体的计算方法,在负荷谐波电流三相不平衡时,尽量均匀地分配到链式三角形SVG的三相。以节省设备容量为目标,综合考虑基波电流和谐波电流,提出了上述两种谐波电流补偿策略的选择原则。介绍了链式三角形SVG的控制策略：PI控制+重复控制的复合电流控制策略和直流电压稳压、均压控制策略。为了保证链式三角形SVG在负荷动态过程中具有快速跟踪能力,并且减小其补偿负荷谐波电流时的稳态误差,本文采用PI电流控制器+重复控制器的复合电流控制策略。直流电压控制采用分层控制,上层控制串联H桥功率单元的总电压,下层控制基于H桥功率单元充放电状态的判断,调整H桥功率单元的充放电速率,实现单元间的均压控制。在PSCAD仿真软件中,采用斯坦梅兹理论、谐波电流优化补偿策略、电流复合控制策略和基于H桥功率单元充放电状态判断的分层直流电压控制策略,搭建了链式三角形SVG的仿真模型。搭建了三相不平衡非线性负荷,对负荷的三相不平衡电流、无功电流以及谐波电流进行综合补偿。设计了一套链式三角形SVG实验平台,介绍了主电路参数,H桥功率单元构成,控制器组成。对负荷进行综合补偿,对比补偿前后的电能质量参数指标。仿真和实验结果证明：谐波电流优化补偿策略实用可行,链式三角形SVG能对负荷的三相不平衡电流、无功电流以及谐波电流进行综合补偿,补偿效果较好。由此可见,链式三角形SVG在高压场合电能质量综合补偿领域具有广阔的发展前景。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761

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本文编号：1257000