大容量链式STATCOM主电路及控制策略的研究

发布时间：2017-05-12 08:09

  本文关键词：大容量链式STATCOM主电路及控制策略的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：链式STATCOM有着响应速度快、体积小,造价低、易冗余等诸多优点,是第三代无功补偿装置的典型代表,链式STATCOM的应用能显著地提高系统的电压稳定极限,提升风电场的低电压穿越能力,提升电力系统电能质量,并能有效降低网络中获得损耗。作为二十一世纪新兴发展的技术,链式STATCOM在智能化输配电网中有着极为广阔的前景,因此需要针对链式STATCOM开展深入而广泛的研究。本文根据实际的工程需要对STATCOM的主电路及其控制策略展开了深入广泛的研究。 文章首先介绍了链式STATCOM的工作原理,根据瞬时无功理论确立了同步旋转坐标系的变换矩阵,建立了链式STATCOM在同步旋转坐标系下的数学模型并予以分析,结合实际链式STATCOM产品的研发,选取了链式STATCOM的主电路拓扑结构,确立了主电路的拓扑结构及主要器件参数类型。 研究设计了链式STATCOM的控制策略,并在PSCAD中搭建了仿真模型予以验证。器件级控制策略采用调制波反相的单极倍频的载波移相技术,各个H桥载波相位依次相差180°/N载波频率选择为500Hz；装置级控制策略采用直接电流解耦和三级直流稳压的控制策略,保证了装置的动态无功响应以及直流侧电容电压的稳定；系统级控制策略设计了恒母线电压以及恒功率的控制方式。 分析了忽略负序和负序电压前馈的直接电流解耦控制策略在系统不平衡工况下存在的问题,建立了链式STATCOM在系统电压不平衡工况下的数学模型,在此基础上提出了一种改进的正负序双电流内环的控制策略,既解决了系统不衡工况下链式STATCOM过流及换流链电压不均衡的问题,同时也优化了平衡系统换流链的直流电压均衡,保证了装置持续稳定的工作以及功能作用的发挥。 在PSCAD软件中搭建了STATCOM的仿真模型,验证了各个控制策略的有效性。
【关键词】：链式STATCOM 同步旋转坐标系 载波移相技术 直接电流解耦控制策略 三级直流电容电压平衡控制策略 负序电压前馈控制策略 改进的正负序双电流内环控制策略
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM761.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 课题的背景及意义11-13
• 1.2 链式STATCOM及其控制方法研究现状13-14
• 1.3 论文的主要工作及结构安排14-17
• 2 基于瞬时无功理论的链式STATCOM数学模型17-27
• 2.1 链式STATCOM的基本工作原理17-19
• 2.2 瞬时无功理论——dq变换19-22
• 2.3 链式STATCOM数学模型的建立22-27
• 3 链式STATCOM的主电路结构及参数选取27-39
• 3.1 链式STATCOM性能指标及拓扑结构27-29
• 3.1.1 链式STATCOM性能指标要求27-28
• 3.1.2 链式STATCOM主电路拓扑结构研究28-29
• 3.2 链式STATCOM主电路参数设计29-37
• 3.2.1 连接电抗器29-31
• 3.2.2 等效损耗电阻R31-32
• 3.2.3 链节H桥直流测电容C32-34
• 3.2.4 启动电阻的选择34-37
• 3.3 小结37-39
• 4 针对平衡系统的链式STATCOM控制策略设计与实现39-69
• 4.1 器件级控制策略40-44
• 4.2 装置级控制策略44-53
• 4.2.1 直接电流解耦控制策略的设计与实现44-49
• 4.2.2 三级直流电容电压平衡控制策略的设计与实现49-53
• 4.3 系统级控制策略53-55
• 4.3.1 恒定无功功率控制模式53-54
• 4.3.2 恒定母线电压控制策略54-55
• 4.4 PSCAD模型仿真结果分析55-67
• 4.4.1 启动仿真结果及分析55-57
• 4.4.2 链式STATCOM运行特性分析57-65
• 4.4.3 链式STATCOM系统级控制效果仿真65-67
• 4.5 小结67-69
• 5 不平衡系统的链式STATCOM控制策略设计与实现69-101
• 5.1 不平衡工况下链式STATCOM的基本问题与对策分析69-85
• 5.1.1 不平衡工况链式STATOM运行特性分析69-80
• 5.1.2 不平衡工况下链式STATCOM应对策略分析80-85
• 5.2 链式STATCOM正负序双环控制策略的研究与实现85-99
• 5.2.1 不平衡工况下链式STATCOM的数学模型85-88
• 5.2.2 改进的正负序双环控制策略的研究与实现88-91
• 5.2.3 改进的正负序双电流内环控制策略仿真结果分析91-99
• 5.3 小结99-101
• 6 结论与展望101-103
• 6.1 结论101
• 6.2 展望101-103
• 参考文献103-107
• 作者简历107-111
• 学位论文数据集111

【参考文献】

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本文编号：359221