基于MMC拓扑的动态电压补偿器的研究

发布时间：2017-09-30 00:14

  本文关键词：基于MMC拓扑的动态电压补偿器的研究

  更多相关文章： 电能质量 动态电压补偿器 补偿策略 模块化多电平变换器 电容电压控制 PSCAD

【摘要】：随着现代科学技术的发展,依赖计算机和微处理器的精密设备在电力系统中大量投入使用,短暂的供电中断现象或是电压跌落问题都将影响这些设备的正常工作,从而带来巨大的经济损失。目前,动态电压补偿器(DVR)是抑制电网电压波动最有效的方法,它可以有效解决电压骤升和骤降、电压谐波等电能质量问题。本文详细分析了动态电压补偿器的主电路结构和工作原理；介绍了DVR常用的三种补偿策略：完全补偿、同相补偿和最小能量补偿,并对这三种补偿策略的优缺点进行了分析；深入研究了动态电压补偿器的电压跌落检测算法,介绍了常用检测算法和基于dq变换的检测算法的优缺点。本文提出了一种将模块化多电平结构应用于动态电压补偿器的新技术,模块化多电平结构易扩展,便于实现。本文对模块化多电平变换器(MMC)的拓扑结构和工作原理进行了介绍和理论分析,建立了相关数学模型,研究了MMC的调制方法和其子模块电容电压的控制策略,并分析了子模块电容电压的波动规律和相间环流特性,为MMC电路参数的选择提供了依据。利用电磁暂态仿真软件PSCAD搭建了基于MMC拓扑的动态电压补偿器的仿真模型,并对电压长期偏低、电压瞬时跌落、电压谐波等电能质量问题进行了仿真分析。仿真结果表明本文所研究的基于MMC拓扑的动态电压补偿器具有响应速度快、补偿效果显著的特点,可以有效抑制电网电压的波动,保障负载侧的电能质量。
【关键词】：电能质量 动态电压补偿器 补偿策略 模块化多电平变换器 电容电压控制 PSCAD
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761.12
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 电能质量问题概述8-9
• 1.2 电能质量问题的治理方法9-10
• 1.3 动态电压补偿器的国内外研究现状10-12
• 1.4 本文的主要研究内容12-14
• 第2章 动态电压补偿器的主电路结构与工作原理14-30
• 2.1 动态电压补偿器的主电路拓扑结构14-16
• 2.2 动态电压补偿器的工作原理16-17
• 2.3 动态电压补偿器的补偿策略17-20
• 2.3.1 完全补偿策略17-18
• 2.3.2 同相电压补偿策略18-19
• 2.3.3 最小能量补偿策略19-20
• 2.4 动态电压补偿器的电压跌落检测算法20-27
• 2.4.1 常规检测算法20-21
• 2.4.2 基于dq变换的电压检测算法21-27
• 2.5 本章小结27-30
• 第3章 模块化多电平变换器的工作机理30-54
• 3.1 模块化多电平变换器的主电路拓扑结构30-31
• 3.2 模块化多电平变换器的工作原理31-33
• 3.3 模块化多电平变换器建模33-35
• 3.4 模块化多电平变换器的调制方式35-41
• 3.4.1 阶梯波调制方式35-37
• 3.4.2 脉冲宽度调制方式37-41
• 3.5 MMC子模块电容电压的控制策略41-47
• 3.5.1 基于排序的电容均压策略42-43
• 3.5.2 电容电压分层控制策略43-46
• 3.5.3 仿真对比46-47
• 3.6 模块化多点平变换器的运行特性47-53
• 3.6.1 子模块电容电压的波动规律47-50
• 3.6.2 MMC相间环流特性50-53
• 3.7 本章小结53-54
• 第4章 基于MMC拓扑的动态电压补偿器的设计与仿真54-74
• 4.1 基于MMC拓扑的动态电压补偿器的结构设计54-57
• 4.1.1 主电路拓扑54-55
• 4.1.2 直流储能单元55
• 4.1.3 滤波单元设计55-56
• 4.1.4 MMC逆变单元主电路参数设计56-57
• 4.2 MMC预充电策略57-62
• 4.2.1 他励预充电方式57-59
• 4.2.2 自励预充电方式59-60
• 4.2.3 基于MMC拓扑的动态电压补偿器的预充电方式60-62
• 4.3 基于MMC拓扑的动态电压补偿器的控制方式62-66
• 4.3.1 前馈控制方式62-64
• 4.3.2 复合控制方式64-66
• 4.4 基于MMC拓扑的动态电压补偿器的仿真分析66-73
• 4.4.1 模块化多电平变换器的仿真模型66-70
• 4.4.2 子模块电容预充电仿真70
• 4.4.3 电压长期偏低仿真实验70-71
• 4.4.4 电压瞬时跌落仿真实验71
• 4.4.5 电压谐波仿真实验71-73
• 4.5 本章小结73-74
• 第5章 结论与展望74-76
• 5.1 结论74-75
• 5.2 展望75-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-82

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本文编号：945040