【摘要】：隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展,非線性負(fù)荷和不平衡方式的接入對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響越來越大,無功補(bǔ)償裝置也越來越受到廣泛的關(guān)注,尤其是對于靜止無功發(fā)生器來說,它具有其優(yōu)越的性能和無限的發(fā)展空間,得到了電力部門的普遍認(rèn)可。靜止無功發(fā)生器以其高性能的動態(tài)無功補(bǔ)償特性,目前在無功補(bǔ)償研究領(lǐng)域具有重要意義。本文是針對于靜止無功發(fā)生器在電動汽車充電站的無功補(bǔ)償研究。本文首先介紹了電動汽車充電站的工程背景,隨后通過對幾種無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行對比分析,確定了靜止無功發(fā)生器應(yīng)用于電動汽車充電站作為無功補(bǔ)償裝置的重要性。然后對靜止無功發(fā)生器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析,并基于三相三線制系統(tǒng)建立了輸入輸出動態(tài)數(shù)學(xué)模型。接著再介紹了SVG的無功電流檢測方法和控制策略,本文通過對幾種無功檢測方法進(jìn)行分析,確立了基于瞬時無功功率理論的α-β坐標(biāo)變換下的p-q檢測法,ip-iq檢測法和dq坐標(biāo)變換下的d-q檢測法。并在不平衡充電負(fù)載接入系統(tǒng)中,提出了d-q雙序同步檢測方法。在控制策略方面,本文通過對直接電流控制和間接電流控制的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比分析,針對于不平衡方式下設(shè)計了d-q雙序同步控制策略。是通過基于三角波進(jìn)行比較的dq坐標(biāo)變換的直接電流控制策略,該控制方法為雙閉環(huán)控制,即電壓外環(huán)控制和電流內(nèi)環(huán)控制。而且在實現(xiàn)單獨(dú)跟蹤控制有功和無功電流指令信號分離時,采用了正序、負(fù)序的前饋解耦控制,最后進(jìn)行了d-q雙序同步控制策略的深入研究。分析了電動汽車充電站的基本構(gòu)成,根據(jù)充電機(jī)的原理進(jìn)行了分類,簡化了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并搭建了等效模型。然后針對于電動汽車充電站交流充電樁的充電負(fù)載處于不平衡方式運(yùn)行時進(jìn)行無功補(bǔ)償。并通過simulink仿真軟件分析和驗證了平衡方式和不平衡方式的運(yùn)行情況,仿真結(jié)果分析表明SVG應(yīng)用于充電站系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償具有可行性。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72;U473.8
【圖文】：

圖 1.1 無功補(bǔ)償裝置發(fā)展框圖1. 同步調(diào)相機(jī)（SC）同步調(diào)相機(jī)是實現(xiàn)動態(tài)補(bǔ)償最早的并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置，作為旋轉(zhuǎn)設(shè)備而言，也是一種不帶負(fù)載的同步電機(jī)。同步調(diào)相機(jī)吸收無功和發(fā)出無功取決于它的勵磁狀態(tài)，欠勵磁下發(fā)出感性無功，過勵磁下發(fā)出容性無功。調(diào)相機(jī)有著控制、操作簡單和可以連續(xù)的調(diào)節(jié)無功出力等諸多優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降，這時能夠通過自動調(diào)節(jié)無功出力來保持系統(tǒng)電壓恒定，也可以將短路電流和多余的電能對較弱的電力系統(tǒng)進(jìn)行供電。然而由于它實際上是旋轉(zhuǎn)設(shè)備，同步調(diào)相機(jī)在運(yùn)行維護(hù)上噪聲大、損耗大、維護(hù)成本太高和維護(hù)特別復(fù)雜，使得響應(yīng)速度非常慢，在許多情況下不能夠滿足快速進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。2. 補(bǔ)償電容器補(bǔ)償電容器是最早被廣泛投入到電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償設(shè)備。并聯(lián)電容器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，操作便捷和在很多場合都適用等優(yōu)點(diǎn)，與同步調(diào)相機(jī)相比，在很多相似補(bǔ)償效果的條件下，F(xiàn)C 費(fèi)用會節(jié)省得多。所以，為了體現(xiàn)補(bǔ)償電容器的優(yōu)勢，在電力系統(tǒng)中廣泛采用 FC 進(jìn)行無功補(bǔ)償發(fā)展非常迅速。但是由于并聯(lián)電容器的補(bǔ)償容量受

第二章 靜止無功發(fā)生器（SVG）的基本原理與數(shù)學(xué)模型第二章 靜止無功發(fā)生器（SVG）的基本原理與數(shù)學(xué)模型2.1 SVG 的基本電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靜止無功發(fā)生器的一些主要組成部分可分為并網(wǎng)電抗器、逆變器和直流側(cè)元件，根據(jù)直流源的直流側(cè)元件的不同，靜止無功發(fā)生器可以分為電流型逆變電路和電壓型逆變電路兩種類型，如圖 2.1 所示。電容、電感分別為它們的直流側(cè)元件，電壓型橋式電路的工作原理是將直流電壓逆變?yōu)槿嘟涣麟妷海賹⑦B接電抗器與電網(wǎng)負(fù)載側(cè)并聯(lián)，連接電抗器所包含的功能是濾除開關(guān)的紋波和抑制輸出時的過電流等。而電流型逆變電路的工作原理是一個 DC-AC 的轉(zhuǎn)換，將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流，然后通過并聯(lián)電容器連接到電網(wǎng)，它的功能是吸收逆變過程中所產(chǎn)生的過電壓。

圖 2.2 不計損耗下 SVG 單相等效電路忽略了電抗器損耗和逆變器的開關(guān)損耗，則是SVG 只是進(jìn)行無功交換。由上述條件可知，輸出的電流 I 是超前還是滯后 90°，并能夠 SU 同頻同相。如圖2.3可知，當(dāng) CU 大于 SU 時功率；當(dāng) CU 小于 SU 時，電流滯后電壓 90°前情況 SVG 相量圖 （b）電流滯后情況圖 2.3 不計損耗下 SVG 單相等效相量圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2792921