我國(guó)低壓配電網(wǎng)尤其是廣大農(nóng)網(wǎng)地區(qū),大量單相和三相負(fù)荷并存,由于負(fù)荷分布不均及用戶用電的不確定性,造成了三相不平衡問(wèn)題長(zhǎng)期存在。配電網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行于三相不平衡狀態(tài),會(huì)引起配電變壓器損耗,出力減少,嚴(yán)重的還會(huì)造成變壓器損毀,中性點(diǎn)漂移,導(dǎo)致用戶用電設(shè)備的燒毀,給用戶安全生產(chǎn)生活帶來(lái)了隱患。配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器(Dstribution Static Synchronous Compensator,DSTATCOM)作為一種治理三相不平衡、補(bǔ)償無(wú)功的電力電子裝置,在電能質(zhì)量領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。本文以三電平電容分裂式DSTATCOM為研究對(duì)象,通過(guò)數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、電路分析及仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)三電平電容分裂式DSTATCOM的指令電流檢測(cè)方法、直流側(cè)電壓控制及中點(diǎn)平衡控制策略進(jìn)行了深入研究。首先,介紹了DSTATCOM的基本工作原理。根據(jù)三相四線制系統(tǒng)ABC三相解耦的特點(diǎn),通過(guò)分析三電平電容分裂式DSTATCOM的單相等效電路,建立了三電平電容分裂式DSTATCOM的數(shù)學(xué)模型,初步得出抑制中點(diǎn)電位波動(dòng)的方法。同時(shí)在靜止三相坐標(biāo)系下,設(shè)計(jì)了三電平電容分裂式DSATATCOM的整體控制方案。其次,針對(duì)傳統(tǒng)的基于單同步坐標(biāo)系的軟件鎖相環(huán)(Software PLL based on single synchronous reference frame,SSRF-SPLL)存在的缺陷,提出了基于雙同步坐標(biāo)系的解耦軟件鎖相環(huán)(Software PLL Based on Decoupled Double synchronized reference frame,DDSRF-SPLL),能夠適用于不平衡電網(wǎng)下的指令電流檢測(cè)算法,從而將三電平電容分裂式DSTATCOM的安裝范圍擴(kuò)展至整個(gè)配電臺(tái)區(qū)。從能量守恒角度,定量分析了三相四線制系統(tǒng)中引起直流側(cè)二次脈動(dòng)的原因以及它對(duì)指令電流檢測(cè)的影響。在此基礎(chǔ)之上,提出了帶二階陷波器的直流側(cè)電壓環(huán)誤差校正控制策略,并對(duì)二階陷波器的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),消除了負(fù)序電流不平衡引起的指令電流檢測(cè)誤差。接著,針對(duì)三相四線制不平衡系統(tǒng)中存在零序通路的特殊性問(wèn)題,提出了基于O狀態(tài)分解的直流側(cè)中點(diǎn)電位波動(dòng)抑制策略�？紤]實(shí)際工況直流均壓電阻燒毀、上下電容容值不一致等不確定性問(wèn)題引起的直流側(cè)中點(diǎn)電位偏置,提出了含抑制中點(diǎn)電位偏置的直流側(cè)的中點(diǎn)平衡控制策略,同時(shí)也有效抑制了單個(gè)電容電壓的波動(dòng),降低了直流側(cè)電容容量的需求。通過(guò)對(duì)中點(diǎn)電位波動(dòng)量的分解,分析了引起直流側(cè)中點(diǎn)電位波動(dòng)的主要原因,并探索了中點(diǎn)平衡控制能力的影響因素及它們之間的關(guān)系。最后,基于Matlab/Simulink仿真軟件,搭建了仿真模型,分別驗(yàn)證了所提的指令電流檢測(cè)方法、直流側(cè)電壓環(huán)誤差校正控制策略、中點(diǎn)平衡控制策略的正確性與有效性。同時(shí)給出了三電平電容分裂式DSTATOCM的主電路參數(shù)設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了基于TMS320F28335和CPLD為核心的控制系統(tǒng)硬件電路與軟件程序,并搭建了三電平電容分裂式DSTATOCM實(shí)驗(yàn)樣機(jī),通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三電平電容分裂式DSTATCOM的整體補(bǔ)償效果。
【學(xué)位單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM727
【部分圖文】：

第二章 電平 DSTATCOM 的數(shù)學(xué)模型及整體控制結(jié)構(gòu)用來(lái)模擬低壓配電網(wǎng)的三相不平衡負(fù)荷與感性負(fù)荷。ica、icb、icc為三電平電容分式 DSTATCOM 的補(bǔ)償電流。ua、ub、uc為三電平電容分裂式 DSTATCOM 的輸電壓。vc1、vc2為三電平電容分裂式 DSTATCOM 的直流側(cè)上下電容 C1和 C2的壓。Lc、Rc分別為電容分裂式輸出濾波電感和等效電阻。

圖 2-2 三電平電容分裂式 DSTATCOM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖he system structure diagram of three-phase four-wire capacitor split DSTATCOM采用三相四線制電容分裂式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其每一相可以獨(dú)立控它等效成三個(gè)非耦合的單相電路。為簡(jiǎn)化分析過(guò)程，以 A理，其電路模型如圖 2-3 所示。A 相橋臂由四個(gè)全控型開(kāi)關(guān)組成，其中與 IGBT 反并聯(lián)的四個(gè)二極管用于續(xù)流，防止關(guān)反電動(dòng)勢(shì)而造成 IGBT 擊穿。其余兩個(gè)二極管通過(guò)與中點(diǎn)相

10（c）平電容分裂式 DSTATCOM 的三種工作模式：(a)T1a、T2a導(dǎo)通，(b) T2a、T3a導(dǎo)通，T1a、T4a關(guān)斷 (c)T3a、T4a導(dǎo)通，T1a、T2a關(guān)斷Figure 2-4. Three modes of apacitor split three-level DSTATCOM,T2aon，T3a,T4aoff (b)T2a,T3aon，T1a,T4aoff (c)T3a,T4aon，T1a
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 周京華;賈斌;章小衛(wèi);陳亞愛(ài);;混合式三電平中點(diǎn)電位平衡控制策略[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年24期

2 謝開(kāi)興;葉海鋒;;電容中點(diǎn)式三相四線制APF中直流側(cè)電容的選擇[J];電源世界;2013年02期

3 胡應(yīng)宏;王建賾;任佳佳;紀(jì)延超;;不平衡負(fù)載的平衡分量法分解及補(bǔ)償方法[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年34期

4 翟雨嘉;;農(nóng)村低電壓成因分析及綜合治理探討[J];農(nóng)村電工;2012年08期

5 董明軒;武健;侯睿;徐殿國(guó);;三相四線制靜止無(wú)功發(fā)生器的實(shí)驗(yàn)研究[J];電源學(xué)報(bào);2012年02期

6 王晴;;三相負(fù)荷不平衡調(diào)整開(kāi)關(guān)及其應(yīng)用[J];農(nóng)村電氣化;2011年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 王思南;SVG在低壓配電網(wǎng)三相不平衡治理中的應(yīng)用研究[D];北京交通大學(xué);2018年

2 盛知匯;基于比例諧振控制的有源濾波器研制[D];浙江工業(yè)大學(xué);2016年

3 房雪濤;配電網(wǎng)三相不平衡負(fù)載的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

4 雷翦;基于最優(yōu)注入流的三相不平衡電流治理方法及實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2014年

5 鄭谞;適于艦船諧波抑制與無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠性礊V波器研制[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

6 馮霞;基于三電平技術(shù)的三相四線制APF研制[D];浙江大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2884442