Buck型动态电容器综合补偿策略研究

发布时间：2020-03-23 09:22

【摘要】：越来越多的电动机负载、各种各样的变压器和电力电子电路接入电网,使得电网无功需求增加、谐波污染加剧,电能质量下降,而工业用户对于电能质量的要求却越来越高,因此电能质量治理设备开始大量的使用。现阶段,静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)和有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)已经能显著的改善电能质量。然而这类基于电压源型逆变器的设备存在价格昂贵且直流侧电解电容容易损坏的问题,因此一种新型的成本较低、工作稳定的电能质量治理装置应运而生——动态电容器(Dynamic Capacitor,D-CAP)。本文首先通过Buck型DC-DC变换电路引出Buck型动态电容器的拓扑结构,然后推导了动态电容器的基本控制方程,提出了基于PI调节的无功补偿控制策略。在进行无功与谐波综合补偿时,采用偶次谐波调制方法(Even Harmonic Modulation,EHM),通过在开关占空比函数中加入除常数项外的偶次谐波分量来生成对应的奇次谐波电流,并建立了基于虚拟多同步dq旋转坐标系变换的综合补偿控制策略。然后搭建了MATLAB/SIMULINK仿真模型,对仿真中发现的谐振问题进行了分析,并通过改变高于谐振频率的控制环路的谐波电流指令的极性来抑制谐振,仿真结果验证了控制策略的有效性。接着,本文介绍了11kVA实验台架的设计方法,并分析了一种新型的有源缓冲电路,在开关死区时间内为感性电流提供续流回路。实验台架由主电路、缓冲电路、采样电路板、信号调理板、主控板和驱动板构成,并采用基于DSP+CPLD的数字控制系统。最后给出了Buck型动态电容器进行无功补偿的开环实验结果,结果验证了动态电容器的基本功能和缓冲电路的作用,并测试了开机、关机和故障保护功能。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM53;TM761.12

【相似文献】