本文關(guān)鍵詞：鏈式SVG控制方法研究與裝置研發(fā)

  更多相關(guān)文章： 無功補償 H橋拓撲 鏈式SVG 控制策略 裝置研制

【摘要】：近幾十年以來,電力電子技術(shù)取得了快速的發(fā)展,在電能治理領(lǐng)域,面向低壓配電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理裝置應(yīng)用較廣,技術(shù)也趨成熟。在中高壓配電網(wǎng)中,一種基于H橋拓撲的多電平鏈式結(jié)構(gòu),以其模塊化、易于擴展、輸出性能優(yōu)越等特點成為研究的熱點對象。本文以基于H橋拓撲的鏈式靜止無功發(fā)生器(static var generation,SVG)作為研究對象,本文主要工作如下:一、介紹了電力系統(tǒng)無功補償?shù)谋尘凹捌湟饬x,針對于中高壓、大容量無功補償裝置,對常見的幾種無功補償裝置拓撲結(jié)構(gòu)特點及發(fā)展狀況進行了對比分析,表明在35kV及以下配電網(wǎng)領(lǐng)域,基于H橋拓撲的鏈式SVG具有極大的應(yīng)用推廣價值。二、對鏈式SVG的工作原理作了說明,建立了鏈式SVG在三相靜止坐標系、兩相正交靜止坐標系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,分別分析了各坐標系下不同的電流耦合特性。對比了多載波調(diào)制和多電平SVM調(diào)制的特點,其中單極倍頻載波移相調(diào)制具有良好的消諧性能、倍頻等效頻率、數(shù)字化實現(xiàn)方便等優(yōu)點,故選作本文的調(diào)制策略。三、針對單相鏈式多電平拓撲在電氣化鐵路、光伏再生能源發(fā)電等單相電路應(yīng)用場合的特殊性,提出了單相鏈式SVG系統(tǒng)的整體控制策略,分別對鏈式SVG的直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制、電流跟蹤控制和模塊間直流側(cè)電壓平衡控制進行了設(shè)計。改進了傳統(tǒng)單相電路逆變器控制策略,所提控制策略具有更好的電流跟蹤效果,能實現(xiàn)快速的響應(yīng)速度及無穩(wěn)態(tài)靜差跟蹤。所提單相鏈式SVG控制策略可以直接應(yīng)用于單相電力網(wǎng)場合也可以作為三相角型鏈式SVG的分相控制,仿真和實驗驗證了其可行性和有效性。四、在同樣電壓等級應(yīng)用條件下,三相星型鏈式SVG相對于三相角型鏈式SVG所需的功率鏈節(jié)單元數(shù)較少;同時所研究的單相鏈式SVG控制方法可直接應(yīng)用于三相角型鏈式SVG,故本文研究了基于三相星型鏈式SVG系統(tǒng)的控制策略。對三相電網(wǎng)電壓不對稱條件下的相間直流側(cè)電壓平衡控制進行了研究,采用零序電壓注入法進行相間功率再平衡,給出了零序電壓的詳細數(shù)學推導過程。在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系,電流分量沒有耦合,采用準PR控制器,跟蹤性能良好,對所提控制策略進行了仿真驗證。五、對額定電壓10kV、容量±2MVar的三相星型鏈式SVG進行了主電路硬件設(shè)計,并基于DSP+FPGA雙核控制器設(shè)計了SVG控制系統(tǒng)。完成了單相鏈式SVG的基本調(diào)試工作,驗證了所設(shè)計的硬件電路的可靠性和有效性,試驗結(jié)果也驗證了本文所提的單相鏈式SVG控制策略的正確性和有效性。本文對中高壓、大容量電能質(zhì)量治理裝置展開研究,基于H橋拓撲的鏈式SVG,提出了針對不同應(yīng)用場合的單相鏈式SVG和三相星型鏈式SVG系統(tǒng)控制策略,搭建了鏈式SVG主電路及控制電路硬件平臺及仿真平臺,對所提控制策略進行了驗證。本文工作可為鏈式多電平變換器控制方法研究和裝置研制提供參考。
【關(guān)鍵詞】：無功補償 H橋拓撲 鏈式SVG 控制策略 裝置研制
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM761.12
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 無功功率研究背景及意義10-11
• 1.2 無功補償裝置分類及特點比較11-13
• 1.3 鏈式SVG拓撲介紹及研究現(xiàn)狀13-17
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 鏈式SVG原理、建模與調(diào)制方法19-29
• 2.1 鏈式SVG工作原理19-21
• 2.2 鏈式SVG數(shù)學建模21-23
• 2.2.1 abc坐標系下的數(shù)學模型21
• 2.2.2 αβ 坐標系下的數(shù)學模型21-22
• 2.2.3 dq坐標系下的數(shù)學模型22-23
• 2.3 多電平調(diào)制技術(shù)23-28
• 2.3.1 多載波PWM技術(shù)24-25
• 2.3.2 多電平SVM技術(shù)25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 單相鏈式SVG控制策略研究29-40
• 3.1 單相鏈式SVG整體控制策略29-30
• 3.2 單相鏈式SVG直流側(cè)電壓控制30-31
• 3.3 單相無功電流檢測31-34
• 3.4 單相電流改進控制34-36
• 3.5 仿真研究36-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 三相星型鏈式SVG控制策略研究40-54
• 4.1 三相星型鏈式SVG整體控制40-41
• 4.2 三相星型鏈式SVG直流側(cè)電壓控制41-45
• 4.2.1 相內(nèi)直流側(cè)電壓平衡控制42
• 4.2.2 相間直流側(cè)電壓平衡控制42-45
• 4.3 三相電路無功電流檢測45-47
• 4.4 三相星型鏈式SVG電流跟蹤控制47-50
• 4.5 仿真研究50-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 第5章 鏈式SVG裝置研發(fā)54-67
• 5.1 主電路硬件設(shè)計54-56
• 5.1.1 連接電抗器選型54
• 5.1.2 功率單元模塊設(shè)計54-56
• 5.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計56-63
• 5.2.1 驅(qū)動擴展板設(shè)計56-58
• 5.2.2 主控制電路板設(shè)計58-63
• 5.3 鏈式SVG試驗63-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 總結(jié)和展望67-69
• 參考文獻69-73
• 附錄 攻讀學位期間獲得的研究成果73-74
• 致謝74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 謝龍裕;羅安;徐千鳴;何志興;劉愛文;;基于MMC的STATCOM控制方法[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年05期

2 陳麗兵;史麗萍;李寧;;中高壓鏈式SVG控制策略[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年02期

3 周國棟;;6kV鏈式STATCOM結(jié)構(gòu)及控制策略研究[J];工礦自動化;2013年11期

4 周京華;孫凱;章小衛(wèi);陳亞愛;;電氣化鐵路用單相鏈式STATCOM控制平臺研制[J];電力電子技術(shù);2013年10期

5 黃偉雄;劉錦寧;王永源;姜齊榮;袁志昌;杜威;;35kV±200M var STATCOM系統(tǒng)總體設(shè)計[J];電力自動化設(shè)備;2013年10期

6 熊橋坡;羅安;曾智楨;;星形鏈式SVG負序補償特性及控制策略[J];大功率變流技術(shù);2013年05期

7 夏長亮;譚智涵;張云;;多電平逆變器簡化空間矢量調(diào)制算法[J];電工技術(shù)學報;2013年08期

8 王聰;張國澎;王俊;蔡瑩瑩;;一種適用于級聯(lián)H橋整流直流側(cè)電容電壓快速平衡的新型調(diào)制方法[J];電工技術(shù)學報;2013年08期

9 季振東;趙劍鋒;孫毅超;姚曉君;朱澤安;;零序和負序電壓注入的級聯(lián)型并網(wǎng)逆變器直流側(cè)電壓平衡控制[J];中國電機工程學報;2013年21期

10 楊曉峰;林智欽;鄭瓊林;游小杰;;模塊組合多電平變換器的研究綜述[J];中國電機工程學報;2013年06期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 鄭晟;中高壓電力電子變換中的功率單元及功率器件的級聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學;2013年

2 王翠;級聯(lián)多電平逆變器SVPWM技術(shù)的算法研究與實現(xiàn)[D];湖南大學;2011年

3 許湘蓮;基于級聯(lián)多電平逆變器的STATCOM及其控制策略研究[D];華中科技大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蘇健;級聯(lián)H橋型SVG功率單元設(shè)計及控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

2 常志拓;基于多重化技術(shù)的大容量配電網(wǎng)靜止同步補償器應(yīng)用研究[D];華中科技大學;2012年

，

本文編號：1019575