基于STATCOM技術的煤礦用電系統(tǒng)電能質(zhì)量綜合治理.pdf

1、電力作為煤礦生產(chǎn)過程中的主要動力來源,用電系統(tǒng)是否安全可靠將直接關系到煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率和設備的穩(wěn)定運行,甚至關系到每一位煤礦職工的人身安全。而煤礦的主要用電設備提升機晶閘管電控系統(tǒng)(SCR-D)功率因數(shù)偏低(一般在0.02～0.8之間),諧波污染嚴重,而且起動無功沖擊大,引起電網(wǎng)電壓發(fā)生波動。對該用電系統(tǒng)進行電能質(zhì)量的綜合治理方案的研究,不僅是節(jié)能降耗,是生產(chǎn)安全的迫切需求。
　　針對上述負荷具有沖擊性、非線性、諧波嚴重的特點,

2、需要具有快速跟蹤補償能力的無功補償技術,對用電系統(tǒng)的電能質(zhì)量進行治理。STATCOM技術利用大功率電力電子開關器件構(gòu)成一個電壓源逆變器,通過動態(tài)改變輸出電壓的幅值和相位來實現(xiàn)和系統(tǒng)的無功功率交換,具有調(diào)節(jié)速度快、損耗低、體積小等諸多優(yōu)點,是煤礦等用電系統(tǒng)電能質(zhì)量綜合治理的理想選擇。
　　本文首先分析了煤礦用電系統(tǒng)的特點,分析其存在問題及危害,特別是提升機晶閘管電控系統(tǒng)(SCR-D)所產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題。主要研究了鏈式STATCOM

3、技術的基本工作原理,分析了二級管鉗位、飛跨電容鉗位和鏈式H橋逆變單元級聯(lián)多電平拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,確定了本課題 STATCOM裝置采用鏈式 H橋逆變單元級聯(lián)多電平拓撲結(jié)構(gòu)。其次,研究了鏈式STATCOM的電流控制策略。鏈式 STATCOM的基于無源性控制和基于 Boost功率變換控制的電流控制策略均具有動穩(wěn)態(tài)特性好,魯棒性強的優(yōu)點。然后,設計了基于STATCOM技術的煤礦用電系統(tǒng)電能質(zhì)量綜合治理方案,并應用于某煤礦變電站,結(jié)果表明,電壓總