基于PIR控制算法的三相负荷不平衡治理研究

发布时间：2020-07-03 20:47

【摘要】：随着社会的发展,各种非线性负载不断接入电网,使各种电能质量问题日益突出,对电网的安全运行和用户的安全用电带来了严重影响。在低压配电网中,因为同时存在单相负荷和多相负荷,导致三相不对称问题日益凸显,电网不平衡运行的治理显得尤为重要。采用电力电子装置来治理三相不平衡问题是有效措施之一。本文主要研究内容如下:(1)分析了基于瞬时功率理论的三相负荷不平衡治理原理,对比分析了适用于低压配电网的三相不平衡调补装置电路主拓扑,并确定了以控制简单、补偿零序电流能力强为特点的三相四桥臂变流器为调补装置主拓扑。(2)设计了基于瞬时功率理论的正序、负序、零序电流检测算法。分别建立和对比分析在不同坐标系下变流器的数学模型,并以dq0坐标系下的数学模型为基础,设计了基于PI+PR控制器(简称:PIR控制器)的正负序电流、零序电流的控制策略。(3)在simulink环境下,搭建了采用调补装置治理三相负荷不平衡的仿真模型,并对系统治理前后进行对比分析。仿真结果表明,基于瞬时功率理论的三相负荷不平衡治理方案可行,三相负荷不平衡治理效果良好。根据系统设计原理设计了三相负荷不平衡调补装置硬件实验平台及软件系统。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TM714
【图文】：

拓扑图,四桥臂,三电平,平衡装置

(a)两电平三桥臂拓扑 (b) 两电平四桥臂拓扑图 2.2 三相四线制拓扑主电路拓扑结构如图所示，四桥臂结构较之三桥臂增加了一组开关器件，因此经济性减弱成本增加，三桥臂结构的直流侧电容参数值相比四桥臂更大。由于中线上的电流会流过电容，而桥臂所采用的分立电容结构使系统直流母线中点电位控制困难，三桥臂结构对中线电的补偿程度不大。与三桥臂相比，四桥臂控制直流电压的策略相对简单，还可以直接活的控制中线电流，这样一来就可以达到完整补偿谐波和提高功率因数的目的，同时率因数也会有一定程度的升高[15-21]。文献[22]设计了一种三相四线制有源功率平衡器，的主电路拓扑采用为中点钳位三电平逆变器。采用三电平结构虽然可以减小谐波畸变、降低开关频率和减少功率损耗,但同时也有不可避免的增加了成本，而且意味着更加琐的调制算法和控制算法。

框图,负序电流,检测原理,检测方法

图 3.4 基于pqi i检测方法的负序电流检测原理图abc 三相大小相等方向相同，只需将三相电流求和再除以下图所示。cPLLabc dqT abc dqT dq abcT dq abcT LPFLPF-1 -1aubucuaibiciaibiciafi bficfiafibfi cfidqi dqi dqi dqi aibici03i图 3.5 电流检测算法框图如下：表示电网电压；示电网电流；表示基波正序电流；

【参考文献】