基于LCL滤波器的690V静止同步无功补偿器控制策略研究

发布时间：2020-06-30 13:19

【摘要】：在690V工业用电网中,各种感性、容性负荷的存在导致电网中无功波动频繁、功率因数低、电能质量差。因此,需要对其进行无功补偿来提高系统的功率因数,改善用电质量。STATCOM(Static Synchronous Compensator,静止同步无功补偿器)在无功补偿方面具有响应速度快、占地面积小以及补偿精度高的优点,在低压配电网中得到广泛的应用。本文主要从STATCOM主电路参数设计、LCL滤波器电流控制和直流侧电容电压控制进行深入研究。本文选择基于LCL滤波器Y型联结H桥逆变电路作为拓扑结构,并对其建模。其次,本文对STATCOM主电路参数进行了设计。其中LCL滤波器参数设计遵循总滤波电感最小且滤波效果最佳的原则;而逆变器直流侧电容的选取则考虑电容电压中主要的二倍频波动,将其电压波动限制在合理的范围内。针对LCL滤波器网侧电流反馈不稳的问题,本文用逆变侧电流反馈代替网侧电流反馈。对于采用逆变侧电流控制存在补偿后电网电流畸变率较大、响应速度较慢以及补偿精度降低的问题,本文采用电容电流负反馈来抑制谐振尖峰、电容电流前馈来校正指令电流,使补偿后电网电流畸变率小、补偿精度高、动态响应快且不产生额外的损耗。该控制方法具有稳定性较高、控制器参数设计简单的优点。针对直流侧电容电压控制,本文采用分层控制的策略对其进行研究。第一层控制为总体直流侧电容电压控制,第二层控制为相间直流侧电压均衡控制。针对总体直流侧电压控制,本文通过在反馈通道中加入滤波环节来抑制直流侧二倍频波动,从而抑制了二倍频分量引起的三次谐波污染。该控制策略与电网之间只进行正序有功分量的交换,不会对电网产生污染。针对相间直流侧电压均衡控制,本文提出了基于注入零序电压的电压均衡控制方法。并讨论了在电网电压平衡和不平衡状态下,所需注入的零序电压分量。本文所提出的分层控制策略不会向电网中注入负序和谐波分量,避免了补偿过程中对电网的污染。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM761

【参考文献】

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本文编号：2735365