电力电子无功补偿系统锁相与滤波技术研究

发布时间：2021-04-29 16:27

　　煤矿井下配电网会消耗大量无功功率,整体功率因数较低,因此需要电力电子无功补偿系统向井下配电网注入无功功率来提高功率因数和改善电能质量。本文研究了电力电子无功补偿系统的两大关键技术:锁相技术和滤波技术。本文建立了静止无功发生器（SVG）的数学模型,设计了基于并联准PR控制的双闭环控制策略,实现了对指令电流的无静差跟踪。采用电压定向的矢量控制策略,克服了磁链定向矢量控制策略中存在的积分漂移问题。仿真结果表明三相静止坐标系下基于并联准PR控制的双闭环控制策略具有控制结构简单,动态性能好的特点。本文设计了一种基于二阶广义积分器的SVG锁相策略（DSOGI-PLL）,与基于解耦同步坐标系的锁相环（DDSRF-PLL）相比具有控制结构简单、动态响应快、电压畸变抑制能力强的特点,且在各种工况下都能精确锁相。LCL滤波器存在谐振尖峰,本文选用稳定性和安全性更好的无源阻尼策略并基于谐波电流衰减设计了LCL滤波器参数。通过对LCL滤波器不同电流反馈方式及阻尼方式的分析和仿真,验证了逆变器侧电流反馈方式具有更好的稳定性并且无源阻尼LCL滤波器具有滤波效果好、安全系数高的优点。最后搭建了基于核心控制器为DSP... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 SVG并网锁相技术综述
        1.2.2 SVG并网滤波技术综述
    1.3 本文主要研究内容
第二章 SVG数学建模及其控制策略研究
    2.1 概述
    2.2 三电平SVG数学建模
    2.3 SVG控制策略设计
        2.3.1 基于虚拟磁链定向的矢量控制
        2.3.2 基于电压定向的矢量控制
    2.4 传统两相旋转坐标系下双闭环控制策略
    2.5 基于PR内环的静止坐标系下新型双闭环控制策略设计
        2.5.1 基于PI的电压外环控制
        2.5.2 基于准PR控制的电流内环控制
    2.6 本章小结
第三章 SVG并网锁相技术研究
    3.1 并网锁相环概述
    3.2 基于双同步旋转坐标系的锁相技术
        3.2.1 DDSRF-PLL原理
        3.2.2 DDSRF-PLL仿真验证
    3.3 基于二阶广义积分器的新型锁相环设计
        3.3.1 正序电压分离
        3.3.2 复矢量滤波器
        3.3.3 基于二阶广义积分器的锁相环
        3.3.4 DSOGI-PLL仿真验证
    3.4 DDSRF-PLL和 DSOGI-PLL的对比
    3.5 本章小结
第四章 SVG并网LCL滤波技术研究
    4.1 LCL滤波器数学建模
    4.2 LCL谐振尖峰抑制技术
        4.2.1 无源阻尼法
        4.2.2 有源阻尼法
    4.3 SVG并网LCL滤波器参数设计
    4.4 无源阻尼滤波器并网特性分析
        4.4.1 网侧电流反馈与逆变器侧电流反馈对比
        4.4.2 滤波器效果对比
    4.5 本章小结
第五章 样机设计与实验结果
    5.1 实验装置设计概要
    5.2 主电路设计
        5.2.1 开关器件及驱动设计
        5.2.2 直流侧电容设计
        5.2.3 连接电抗器设计
        5.2.4 采样电路设计
    5.3 抗干扰设计
    5.4 软件设计
    5.5 监控与显示设计
        5.5.1 本地显示设计
        5.5.2 远程监控设计
    5.6 实验结果分析
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STATCOM矿井电力系统无功补偿技术[J]. 朱剑锋,陈立东,刘磊.  新型工业化. 2016(11)
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博士论文
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硕士论文
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[2]光伏并网逆变器的LCL滤波器参数优化研究[D]. 师文芳.新疆大学 2015
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[8]带LCL滤波器的新能源并网发电用三相PWM变换器研究[D]. 赵强.中国石油大学 2009
[9]风力发电网侧变流器控制策略研究[D]. 邵文昌.合肥工业大学 2009



本文编号：3167799