基于混合调制的级联SVG的控制方法及实验研究

发布时间：2017-05-13 00:09

  本文关键词：基于混合调制的级联SVG的控制方法及实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电网中无功功率的存在对电力系统的安全稳定运行具有很大的威胁,并且严重影响电力系统的电能质量。为提高电力系统的电能质量,通常在电网的配电端并联有源滤波装置或者无功发生装置来对电网进行滤波和无功补偿。其中,级联H桥式SVG拓扑结构得益于其模块化、易扩展的优势,在电网中得到了广泛应用。但随着国家特高压大电网的发展,电网对所接入的SVG的节能消谐能力要求越来越高。这样仅通过改进拓扑结构来提高SVG节能消谐能力已不能满足需求,故从SVG的控制方案上寻求改进尤为重要。首先,对国内外现有的级联SVG的控制方法进行了分析比较,研究了级联SVG的基频优化PAM控制方法,并为改善直流侧电容电压不平衡现象,本文采用了脉冲循环轮换的控制方式,效果良好。其次,鉴于高压大容量场合中的级联SVG,采用单一的PAM调制或PWM调制不能同时达到较好的低能耗、低谐波效果,本文提出了PAM+PWM混合调制的方案。以PAM调制为主的SVG能耗较低,PWM调制的加入起到补偿了SVG交流输出侧谐波的作用。在此基础上,为进一步改善PAM单元直流侧电压的平衡性能,本文提出了一种控制脉冲不对称轮换的控制方法,成功抑制了直流侧电压的波动。随后,针对现场应用中级联SVG的参数的时变特性,本文基于SVG的损耗分析建立其逆系统模型,并采用自适应逆系统PI控制方法优化SVG的无功补偿控制效果。该方法有效提高了控制系统对时变参数的适应性,控制系统的响应速度和精度明显改善。最后,为验证本文所提方法的有效性,本文利用PSCAD仿真平台对其进行了仿真,并且在220VAC级联SVG实验平台上进行了应用研究,仿真和实验结果证明了本文所提方案的有效性。
【关键词】：级联SVG 基频优化PAM调制 控制脉冲轮换 混合调制 自适应逆系统PI控制
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 课题背景及研究意义13-14
• 1.2 电力系统无功补偿的发展历程14-15
• 1.3 SVG的工作原理及控制方法15-21
• 1.3.1 SVG的工作原理15-17
• 1.3.2 SVG的底层调制策略17-19
• 1.3.3 SVG的中层控制策略19-21
• 1.4 研究内容和结构安排21-23
• 第2章 级联SVG的理论研究23-35
• 2.1 级联SVG的系统模型23-26
• 2.1.1 SVG的基本原理和系统模型23-25
• 2.1.2 级联SVG的拓扑结构25-26
• 2.2 基于H桥级联SVG的损耗分析26-27
• 2.3 级联SVG的基频优化PAM调制策略27-34
• 2.3.1 基频优化PAM调制的基本原理28-32
• 2.3.2 PAM调制直流侧电压平衡控制策略32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 级联SVG的控制方法研究35-57
• 3.1 级联SVG的PAM+PWM混合调制方法35-37
• 3.1.1 PAM+PWM混合调制方法的基本原理35-37
• 3.1.2 PAM+PWM混合调制方法的矢量分析37
• 3.2 PAM单元的直流侧平衡控制方法37-40
• 3.2.1 传统的对称脉冲轮换方法37-38
• 3.2.2 不对称脉冲轮换方法38-40
• 3.3 混合调制级联SVG的自适应逆系统PI控制方法40-45
• 3.3.1 级联SVG的自适应逆系统数学建模40-43
• 3.3.2 级联SVG的自适应逆系统PI控制方法43-45
• 3.4 仿真分析45-56
• 3.4.1 PAM+PWM混合调制方法的仿真分析46-53
• 3.4.2 不同调制方法的对比仿真分析53-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第4章 级联SVG的实验研究57-72
• 4.1 级联SVG的硬件平台57-62
• 4.1.1 SVG系统总体设计57
• 4.1.2 SVG主电路设计57-60
• 4.1.3 SVG主控制器设计60-62
• 4.2 级联SVG的软件实现62-67
• 4.2.1 主程序部分63-64
• 4.2.2 中断服务子程序64-65
• 4.2.3 保护及故障处理程序65-67
• 4.3 实验结果分析67-71
• 4.3.1 逆变测试实验67-68
• 4.3.2 PAM单元脉冲轮换实验68-69
• 4.3.3 PAM单元直流侧电压对比实验69-70
• 4.3.4 电流跟踪对比实验70-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第5章 总结与展望72-74
• 5.1 总结72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文79-80
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目80-82

【参考文献】

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1 杜少通;杨擎;汪山林;周娟;;五电平H桥级联型STATCOM脉冲轮换控制策略研究[J];电力系统保护与控制;2014年21期

2 任琦梅;姜建;;大功率H桥逆变器损耗的精确计算方法及其应用[J];电测与仪表;2014年14期

3 何湘宁;吴岩松;罗皓泽;李鹏;李武华;邓焰;;基于IGBT离线测试平台的功率逆变器损耗准在线建模方法[J];电工技术学报;2014年06期

4 张宸宇;梅军;郑建勇;郭邵卿;周福举;;无负载侧谐波检测的有源滤波器自适应预测算法[J];电力自动化设备;2014年06期

5 于飞;李梅航;陈朋;王红蛟;;基于MMC的STATCOM直流侧电压均衡控制的研究[J];电力系统保护与控制;2014年11期

6 隋龙弟;郑益慧;王昕;李立学;姚钢;张杨;;基于PAM+PWM级联多电平逆变器的SVG的研究[J];电力系统保护与控制;2014年07期

7 陈丽兵;史丽萍;李宁;;中高压链式SVG控制策略[J];电网技术;2014年02期

8 徐长波;鲁伟;李春文;;基于超稳定理论的自适应控制在单相有源滤波器中的应用[J];电力自动化设备;2014年01期

9 曹武;赵剑锋;江楠;;有源滤波器同步坐标系下的空间矢量滞环电流控制新方法[J];电工技术学报;2013年12期

10 王聪;张国澎;王俊;蔡莹莹;;一种适用于级联H桥整流直流侧电容电压快速平衡的新型调制方法[J];电工技术学报;2013年08期

  本文关键词：基于混合调制的级联SVG的控制方法及实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：361159