模塊化DSTATCOM裝置研制.pdf

1、電能在我國的工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中扮演著十分重要的角色，電力行業(yè)的發(fā)展是國家現(xiàn)代化建設(shè)和經(jīng)濟水平提升的重要支柱。目前我國電力系統(tǒng)長期存在無功補償容量不足的情況，這不僅增加了電力系統(tǒng)中因電能傳輸而產(chǎn)生的損耗，同時對電力用戶端的電能質(zhì)量帶來了危害。應(yīng)用于配電網(wǎng)中的配電網(wǎng)靜止同步無功補償器(DSTATCOM)技術(shù)屬于電力用戶技術(shù)的一種，國內(nèi)外一些學者將這種技術(shù)稱為DFACTS，視其為FACTS技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸。作為新一代的并聯(lián)型無功補償

2、裝置，DSTATCOM在改善電網(wǎng)電能質(zhì)量方面發(fā)揮著重要的作用。
　　首先，本文對無功補償裝置的研究背景和意義進行介紹，概述了STATCOM的發(fā)展歷程以及研究現(xiàn)狀。對DSTATCOM的工作原理進行分析，根據(jù)DSTATCOM的拓撲結(jié)構(gòu)建立了系統(tǒng)在三相abc靜止坐標系下的數(shù)學模型、兩相αβ坐標系下的數(shù)學模型，為深入分析直接功率控制(DPC)奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，本文分析了傳統(tǒng)的基于電壓定向的直接功率控制(VO-DPC)，由于傳統(tǒng)

3、的VO-DPC功率內(nèi)環(huán)采用的是滯環(huán)比較器，導致控制系統(tǒng)的精度較差，且功率器件的開關(guān)頻率不固定，給交流側(cè)濾波器的設(shè)計帶來了困難。本文提出一種基于SPWM的雙環(huán)預(yù)測直接功率控制策略，該控制策略將直接功率控制與預(yù)測控制相結(jié)合來獲得高品質(zhì)的控制效果。同時用SPWM調(diào)制取代了傳統(tǒng)的邏輯開關(guān)表，解決了功率器件開關(guān)頻率不固定的問題。由于傳統(tǒng)的SPWM調(diào)制方法中直流側(cè)電壓利用率低，本文研究、比較了三種工程上簡單易行的調(diào)制波優(yōu)化方式，能夠提高DSTATC

4、OM直流側(cè)電壓利用率。通過搭建仿真模型對本文所提控制策略進行驗證。
　　然后，本文給出了DSTATCOM主電路的設(shè)計以及以DSP+FPGA為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計方案，并對設(shè)計思路和工作原理進行詳述。對DSTATCOM裝置的實際工程問題進行研究，包括裝置的機械設(shè)計和散熱設(shè)計。在本文設(shè)計的模塊化DSTATCOM樣機上進行實驗，實驗結(jié)果驗證了本文所提理論的正確性。
　　最后，對DSTATCOM并聯(lián)技術(shù)進行研究。針對傳統(tǒng)并聯(lián)方案中單臺