【摘要】：由于井下絞車采用變頻調速,重載啟動時有功和無功沖擊較大,會引起電壓大幅突降,并伴隨大量整數和非整數倍的諧波電流產生,造成電網受到嚴重諧波污染、功率因數低、電壓波動劇烈、設備無法啟動和損壞等,使得井下電網的供電安全產生隱患。在井下絞車供電電網中,提高功率因數、治理諧波污染、穩(wěn)定電網電壓尤為重要,靜止同步補償器(STATCOM)能有效的補償無功、補償諧波、提高電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。用于井下絞車負載的STATCOM是一類兼顧無功補償、諧波治理、電壓穩(wěn)定的重要電力電子變流裝置,是現代無功補償和諧波治理技術的研究熱點。本文以防爆鏈式STATCOM為背景,著重研究其在絞車負載下的關鍵技術和應用,帶有典型的工程實踐特點,具有較高的應用前景和價值。首先,針對STATCOM的鎖相環(huán)控制、直流電容紋波控制、電壓環(huán)控制器設計、雙環(huán)控制器設計、多種任務模式切換與動態(tài)限幅等關鍵算法與控制技術,在實現方法和仿真驗證方面做了較深入的研究。通過仿真對比分析采取輸入信號進行固定采樣、同步采樣兩種方法,在諧波、不平衡、階躍、復合情況下,驗證了鎖相環(huán)的性能均滿足要求,也給出了各種方法的關系和適用場合。為了分析直流電容紋波,對鏈式STATTCOM運行中動態(tài)等效電容進行了定量分析計算,并通過仿真對比分析了3種直流電容紋波控制方法的紋波峰值特性,從而得出紋波控制方法的最優(yōu)方法:二倍頻功率分配法。對于電壓環(huán),采用不同類型的控制器,仿真分析了控制性能存在一定差異,給出了在各種類型中進行合理選擇,仿真計算表明PD是相對優(yōu)化地滿足了設計、實際需求。針對雙環(huán)控制器定量進行了參數設計,通過仿真對比分析,得出了最優(yōu)設計值,具有通用性、可以借鑒。針對STATCOM的實際工程應用,提出了具備多模式切換的任務規(guī)劃及其具體實現,并就動態(tài)限幅提出了具有優(yōu)先級的具體實施,仿真表明符合要求。接著,對STATCOM的防爆閉鎖、散熱器、疊層母線、電抗器、濾波器等關鍵部件的設計與應用進行了較深入的研究。為了解決防爆STATCOM開蓋時能量釋放問題、以滿足井下使用條件,設計并實現了聯(lián)動式閉鎖放電裝置。為解決防爆STATCOM散熱需求,進行散熱設計和分析,結果表明溫升滿足要求。疊層母線是連接IGBT與直流電容之間的載流體,通過設計表明載流量、溫升、自感均滿足要求。電抗器在感值、溫升、尺寸等方面存在多種考慮,通過設計滿足要求。分析了濾波器的各種形式的優(yōu)缺點,并進行了定量分析,得出結論LCL最優(yōu)。最后,對絞車負載下的STATCOM在實際工程應用中的電磁兼容、暫態(tài)電壓穩(wěn)定、諧波治理等問題進行了較深入研究。在井下絞車負載下STATCOM的工程實際中,通過理論和仿真分析了絞車啟動特性,尤其是暫態(tài)沖擊電流,表明無功沖擊是較大的。通過仿真分析,采取目標電壓功能,能夠對暫態(tài)電壓進行控制,并穩(wěn)定電壓,從而緩解了絞車電機啟動沖擊性電壓降問題。先對諧波進行了理論分析和現場實測,通過仿真和實驗驗證,表明諧波補償效果良好。
【圖文】：

1 緒論ion的背景和意義（Background and mea工作特性安裝有上萬部交流提升機(以下簡稱絞車)，字防爆變頻絞車電控系統(tǒng)(一般稱為“變頻絞爆四象限變頻器為主要拖動設備，通過雙 PL中規(guī)定的絞車雙線制保護及控制。防爆變頻器全型四象限變頻器系統(tǒng)圖，如圖 1-2 所示。

圖 1-3 礦井提升機變Figure 1-3 Mine hoist frequency conve礦井提升的整個過程可以分為五個行階段、停車抱閘階段。加速階段是提升速階段是提升機的主要運行階段，提升機從最高速度減速到爬行速度；爬行階運行中，，根據速度的變化在速度圖上分車段，速度圖如圖 1-4 所示。加速段勻速段圖 1-4 礦井絞車Figure 1-4 Mine winc1.1.2 井下絞車電能質量問題
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TD52;TM712

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 商姣;宋彬彬;王寶安;;不平衡工況下星形鏈式STATCOM的控制策略及其能力分析[J];電力電容器與無功補償;2018年06期

2 蔡林輝;;500kV變電站35kV STATCOM開關跳閘分析及處理[J];電工技術;2019年03期

3 胡云;郭琦;張建設;李書勇;;大容量鏈式STATCOM實時仿真建模與策略研究[J];電力電子技術;2018年04期

4 韓霞;曹瓊;;應用于含分布式電源配電網的D-STATCOM改進型控制策略研究[J];電測與儀表;2018年14期

5 劉暢;蔡旭;陳強;;具有儲能功能的鏈式STATCOM研究[J];電源學報;2018年04期

6 Ding WANG;Xiaoming YUAN;;Interaction analysis between induction motor loads and STATCOM in weak grid using induction machine model[J];Journal of Modern Power Systems and Clean Energy;2018年01期

7 謝吉;;蘇州地區(qū)STATCOM工程可行性研究[J];電子世界;2018年21期

8 張鵬;;基于動態(tài)相量法的STATCOM建模與仿真研究[J];電子設計工程;2016年22期

9 羅朋;夏正龍;;低壓級聯(lián)H橋STATCOM的容錯控制研究[J];電工技術;2017年05期

10 郇偉;;靜止無功補償器的控制研究與設計[J];電源世界;2017年07期

相關會議論文 前10條

1 Zhennan Hong;Ting Li;Junhong Li;;Fuzzy Logic Controller Based on a Micro-genetic Algorithm for STATCOM[A];第36屆中國控制會議論文集（B）[C];2017年

2 Nekoui Mohammad Ali;Valipourearkhloo Amin;;An LQR/Pole Placement Controller Design for STATCOM[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

3 袁愿;WU Du-gui;;應用STATCOM抑制配電網的電壓暫降[A];分布式發(fā)電、智能微電網與電能質量——第三屆全國電能質量學術會議暨電能質量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2013年

4 同向前;張新聞;張巖燕;;電網電壓畸變對STATCOM的影響分析[A];第二屆全國電能質量學術會議暨電能質量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

5 袁愿;吳篤貴;;STATCOM裝置在佛山電網中的應用[A];第二屆全國電能質量學術會議暨電能質量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

6 劉華東;;STATCOM治理電弧爐的研究[A];第二屆全國電能質量學術會議暨電能質量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

7 王書強;;配電系統(tǒng)STATCOM的數學模型及其仿真[A];2013年中國電機工程學會年會論文集[C];2013年

8 WU Felix F;AkihikoYokoyama;;The nonlinear internal control of STATCOM: the theory and application[A];第二十一屆中國控制會議論文集[C];2002年

9 王素英;劉華干;丁堅勇;;STATCOM改善電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的研究[A];全國第19屆計算機技術與應用（CACIS）學術會議論文集（上冊）[C];2008年

10 曾光;薄志剛;張靜剛;;基于STATCOM的無功電流檢測與實現[A];2008中國電工技術學會電力電子學會第十一屆學術年會論文摘要集[C];2008年

相關重要報紙文章 前7條

1 上海市電力公司超高壓輸變電公司;科技創(chuàng)新 引領發(fā)展[N];上海科技報;2006年

2 全媒體記者 曹之維;我市14個項目獲省科技獎[N];鞍山日報;2015年

3 本報記者 秋實;美國超導領跑全球智能電網產業(yè)發(fā)展[N];機電商報;2011年

4 張愈才;柔性交流輸電系統(tǒng)發(fā)展強勁[N];中國電力報;2004年

5 肖前;珠三角今夏用電高峰有了穩(wěn)壓“泵”[N];科技日報;2013年

6 史明明　袁曉冬;國內首套移動式SVG裝置研制成功[N];國家電網報;2013年

7 ;榮信股份(002123)新產品提升競爭力[N];中國證券報;2008年

相關博士學位論文 前10條

1 LE NGOC GIANG（黎玉江）;雙饋風機的改進控制算法及在越南寧順電網的應用[D];武漢大學;2015年

2 井濟民;MMC-STATCOM控制策略的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

3 葛雪峰;基于電力電子補償設備的有源配電網運行與控制[D];山東大學;2018年

4 張永磊;級聯(lián)H橋變換器的高性能控制與風力發(fā)電應用研究[D];中國礦業(yè)大學;2018年

5 陳氏灣（TRAN THI NGOAT）;鏈式STATCOM動態(tài)特性研究及其在電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制應用[D];武漢大學;2014年

6 李正國;基于智能集成控制的同步靜止補償器理論和應用研究[D];中南大學;2004年

7 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

8 劉黎明;柔性交流輸電系統(tǒng)中電力電子裝置運行特性分析及實驗研究[D];華中科技大學;2006年

9 唐杰;配電網靜止同步補償器（D-STATCOM）的理論與技術研究[D];湖南大學;2007年

10 孫運全;STATCOM非線性H_2/H_∞混合控制與模塊化嵌入式數字系統(tǒng)研究[D];江蘇大學;2008年

相關碩士學位論文 前10條

1 丁金誠;模塊化多電平換流器的控制方法及其在STATCOM中的應用[D];山東大學;2019年

2 馮慶華;用于井下絞車負載的STATCOM關鍵技術的研究與應用[D];中國礦業(yè)大學;2019年

3 林朋輝;級聯(lián)H橋STATCOM直流側電壓波動分析及控制策略研究[D];中國礦業(yè)大學;2019年

4 李翔;基于三相平衡調節(jié)的H橋鏈式STATCOM研究[D];上海電機學院;2019年

5 張聰;考慮輸入約束的多機電力系統(tǒng)STATCOM非線性控制設計[D];遼寧工業(yè)大學;2019年

6 高偉娟;級聯(lián)式H橋多電平STATCOM的控制策略研究[D];哈爾濱理工大學;2019年

7 包漢;雙饋風電場低電壓故障穿越的控制措施研究[D];哈爾濱理工大學;2019年

8 于美潔;具有故障容錯能力的MMC-STATCOM控制系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱理工大學;2018年

9 靳平;基于MMC結構的STATCOM關鍵技術的研究[D];哈爾濱理工大學;2018年

10 徐統(tǒng)慧;模塊化多電平變換器在STATCOM中的應用研究[D];東北大學;2015年

本文編號：2602876