矿山供电系统的谐波抑制与无功补偿策略研究

发布时间：2020-06-07 23:06

【摘要】：在矿山供电系统中,大量使用电力电子装置及其它非线性电力电子器件,使得电网中的无功的危害与谐波的污染越来越严重,造成供电质量下降,功率因数低,谐波含量高,电力系统的稳定性降低,设备运行的安全性差、人员的安全性低等问题。因此,需要针对矿山供电系统的特点,设计适合的无功补偿与谐波抑制的方案,改善供电电网运行工况,提高供电系统的供电质量。本文首先对针对鸡西荣华煤矿的设备特点,分析了该煤矿供电系统中谐波和无功的产生原因,结合国内外对谐波抑制与无功补偿研究成果,对比了常用的无功补偿方案,最后选择以静止无功补偿器(SVG)为补偿装置的方案。其次,针对SVG的基本原理、工作特性、主电路进行重点的分析,引入直接控制和间接控制两种控制方法,并将直接控制法应用于SVG的补偿系统中。为了能够有效地补偿系统中的无功和谐波,就首先要对系统进行谐波电流和无功电流进行快速而精确的检测。本文分别介绍了几种不同的无功电流检测方法,并对其进行比较、分析,得出各自的特点、适用性。然后,分析了传统的p-q法和i_p-i_q法各自的优缺点和局限性,并重点针对i_p-i_q法在三相电压畸变且不对称的情况下,无法检测到准确的基波正序有功和无功电流的缺点,提出改进的方法,加入了提取单元、基波正序电压提取器、基于电源电压旋转矢量的坐标检测法以得到改进后的i_p-i_q电流检测法。这三部分中,前两者都是用于提取A相基波正序电压,同时可以省去锁相环的部分,延时滞后问题得到了较大的改善;后者可以得到三角函数的表达式,省去三角变换。由此形成的两种不同的谐波和无功电流检测方法在MATLAB软件的Simulink模块中进行仿真,将得到的波形图进行对比,选择一种检测性能更好的方案,并将这种方案与传统的i_p-i_q法检测得到的波形对比,验证了改进后的i_p-i_q电流检测法的效果远优于传统的i_p-i_q法。接着,对SVG补偿系统的硬件和软件给出设计方案,绘出SVG补偿系统的总原理框图,以DSP28335芯片作为主控芯片,设计出包括了电压过零检测电路、驱动电路等硬件部分和包括了补偿系统主程序、PWM输出等在内的软件设计模块。最后,在理论研究基础之上,论文应用MATLAB软件的Simulink模块,在整个补偿系统的仿真当中,分别对i_p-i_q法和改进的i_p-i_q法进行仿真验证。仿真结果表明,本文提出的改进后i_p-i_q电流检测法能有效对矿山供电系统进行谐波抑制和无功补偿。
【学位授予单位】：黑龙江科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD61;TM761

【参考文献】

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3 朱彩虹;黄珊珊;高建森;李宗礼;李玲玲;;SVG自适应无功检测方法及控制系统的研究[J];电工技术学报;2013年S2期

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6 王存平;尹项根;熊卿;刘健;文明浩;;一种改进的i_p-i_q无功电流检测方法及其应用[J];电力系统保护与控制;2012年13期

7 吴文明;张生刚;王兵;;浅谈煤矿供电系统存在的问题及解决方法[J];工矿自动化;2009年09期

8 周君求;陈兰玉;周沛锋;王少杰;;同步参考坐标法和正、负序基波提取器在电流检测中的比较[J];中南大学学报(自然科学版);2008年04期

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本文编号：2702127