本文關(guān)鍵詞：基于不平衡負(fù)載的STATCOM控制策略及其電磁特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在現(xiàn)如今的電力系統(tǒng)中,由于諸如電動(dòng)機(jī)、變壓器等感性負(fù)載的廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致電網(wǎng)中含有大量感性無(wú)功功率,從而使系統(tǒng)視在功率變大,使供配電系統(tǒng)損耗增加,降低發(fā)、輸、配電等設(shè)備的利用率。而三相不平衡感性負(fù)載的存在,除了使無(wú)功功率增加外,還會(huì)使三相電流不平衡,嚴(yán)重影響供電質(zhì)量,并危害系統(tǒng)中電機(jī)、變壓器的正常運(yùn)行。STATCOM不僅可以快速補(bǔ)償供電系統(tǒng)無(wú)功功率,還能補(bǔ)償系統(tǒng)的不平衡度,十分具有研究意義。本課題在三相不平衡阻感負(fù)載的條件下,針對(duì)混合STATCOM裝置進(jìn)行了補(bǔ)償控制策略的研究與電磁特性分析,并從以下幾個(gè)方面展開研究。論文首先對(duì)STATCOM的工作原理和無(wú)功電流檢測(cè)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析,對(duì)STATCOM系統(tǒng)在平衡負(fù)載和不平衡負(fù)載兩種工況下的電流檢測(cè)算法與控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析以及公式推導(dǎo),對(duì)比了幾種不同控制策略的特性,建立了STATCOM系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,針對(duì)前饋解耦控制策略中ωL參數(shù)在非線性電感工況下的局限性,提出了改進(jìn)措施。并在Psim9.0環(huán)境中,對(duì)主電路、STATCOM電路以及檢測(cè)算法與控制策略進(jìn)行建模,針對(duì)不同負(fù)載情況進(jìn)行了仿真分析,得到了STATCOM對(duì)于系統(tǒng)無(wú)功功率以及三相不平衡度的補(bǔ)償效果,驗(yàn)證了理論的可行性。為了驗(yàn)證檢測(cè)算法、控制策略以及硬件設(shè)計(jì)參數(shù)的正確性,搭建了STATCOM硬件平臺(tái)并進(jìn)行了上電實(shí)驗(yàn),獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)的STATCOM可以補(bǔ)償無(wú)功功率也可以補(bǔ)償三相電流的不平衡度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致,驗(yàn)證了理論的可行性與正確性。針對(duì)STATCOM裝置中的三相連接電感建立了頻域模型,分析了電感本身的寄生電容對(duì)于其濾波性能的影響。并采用有限元分析軟件Ansoft對(duì)連接電抗器進(jìn)行了建模仿真,得到了4種不同材料的磁芯電感的L-I特性曲線,獲得了電感內(nèi)部的磁場(chǎng)分布圖,并以此來(lái)評(píng)估不同材料磁芯連接電感的飽和特性。論文最后對(duì)所做的研究工作進(jìn)行了分析與總結(jié),并以此提出了接下來(lái)的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：STATCOM 不平衡負(fù)載 Psim仿真 非線性連接電感 電磁仿真
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM761.12
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 無(wú)功補(bǔ)償裝置的發(fā)展歷程11-12
• 1.2.1 無(wú)功補(bǔ)償裝置的起源11
• 1.2.2 無(wú)功補(bǔ)償裝置的分類11
• 1.2.3 STATCOM的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容12-14
• 第二章 STATCOM工作原理及其數(shù)學(xué)建模14-21
• 2.1 STATCOM基本原理14-16
• 2.2 STATCOM與傳統(tǒng)SVC對(duì)比16-17
• 2.2.1 無(wú)功補(bǔ)償特性對(duì)比16
• 2.2.2 響應(yīng)速度的對(duì)比16-17
• 2.2.3 其他方面的比較17
• 2.3 STATCOM的時(shí)域模型17-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 瞬時(shí)功率理論在STATCOM檢測(cè)算法中的應(yīng)用21-28
• 3.1 傳統(tǒng)檢測(cè)方法21
• 3.2 瞬時(shí)無(wú)功功率理論21-23
• 3.3 p-q運(yùn)算方式檢測(cè)瞬時(shí)無(wú)功電流23-24
• 3.4 i_p-i_q運(yùn)算方式檢測(cè)瞬時(shí)無(wú)功電流以及負(fù)序電流24-26
• 3.4.1 i_p_i_q法對(duì)無(wú)功電流的檢測(cè)24-25
• 3.4.2 i_p_i_q法對(duì)負(fù)序電流的檢測(cè)25-26
• 3.5 本章小結(jié)26-28
• 第四章 STATCOM的控制策略與軟件仿真28-48
• 4.1 STATCOM的控制方法28-30
• 4.1.1 間接控制策略28
• 4.1.2 直接控制策略28-30
• 4.2 基于非線性電感的旋轉(zhuǎn)dq軸前饋解耦控制30-36
• 4.2.1 abc軸控制方式與dq軸控制方式31-33
• 4.2.2 前饋解耦控制33-34
• 4.2.3 連接電抗器為非線性電感情況下的控制策略34-36
• 4.3 基于Psim環(huán)境下的STATCOM仿真36-47
• 4.3.1 在Psim9.0電路仿真環(huán)境中建立STATCOM系統(tǒng)模型36-42
• 4.3.2 負(fù)載對(duì)稱情況下STATCOM系統(tǒng)Psim仿真分析42-44
• 4.3.3 不平衡負(fù)載情況下STATCOM系統(tǒng)Psim仿真分析44-46
• 4.3.4 直流側(cè)電容電壓的仿真分析46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 STATOOM硬件與程序設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-59
• 5.1 STATCOM主電路設(shè)計(jì)參數(shù)選取48-52
• 5.1.1 IPM參數(shù)選取48-49
• 5.1.2 直流側(cè)電容的選取49-51
• 5.1.3 交流側(cè)電感的選取51-52
• 5.2 STATCOM控制電路硬件設(shè)計(jì)52-55
• 5.2.1 檢測(cè)元件及電路52-53
• 5.2.2 信號(hào)調(diào)理電路53-55
• 5.3 STATCOM程序設(shè)計(jì)55-56
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-58
• 5.4.1 三相平衡負(fù)載下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-57
• 5.4.2 三相不平衡負(fù)載下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 第六章 連接電感的電磁特性分析59-65
• 6.1 連接電感阻抗頻率特性的測(cè)量與分析59-60
• 6.2 連接電感的有限元電磁仿真60-64
• 6.3 本章小結(jié)64-65
• 第七章 結(jié)論與展望65-67
• 7.1 主要結(jié)論65-66
• 7.2 研究展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70-71
• 致謝71

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