D-STATCOM無鎖相環(huán)補(bǔ)償電流檢測法的研究.pdf

1、配電網(wǎng)中的非線性、無功及不對稱負(fù)荷會帶來配電網(wǎng)的諧波污染、功率因數(shù)的降低、三相不平衡等電能質(zhì)量問題，并直接影響配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器(D-STATCOM)能綜合解決上述電能質(zhì)量問題，并具有響應(yīng)速度快、運(yùn)行范圍寬和可動態(tài)連續(xù)補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今社會改善電能質(zhì)量的研究熱點(diǎn)。然而實(shí)時準(zhǔn)確地檢測出補(bǔ)償指令電流是D-STATCOM進(jìn)行良好補(bǔ)償?shù)那疤?，傳統(tǒng)的基于瞬時無功功率理論的補(bǔ)償電流檢測法在電網(wǎng)電壓畸變或不對稱時因無法

2、準(zhǔn)確地提取電網(wǎng)基波正序電壓的相位信息而帶來檢測誤差，并且其鎖相環(huán)電路也會帶來檢測延時，最終影響D-STATCOM的補(bǔ)償效果。
　　本文首先介紹了D-STATCOM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對傳統(tǒng)的基于瞬時無功功率理論的ip-iq法的誤差來源進(jìn)行了分析，提出一種改進(jìn)的無鎖相環(huán)補(bǔ)償電流檢測法。該方法消除了鎖相環(huán)的檢測延時，在非理想電網(wǎng)電壓時能準(zhǔn)確地提取其基波正序電壓的相位信息，并采用平均值濾波和采樣優(yōu)化處理來減少濾波延時和降低檢測中的運(yùn)算量，從檢

3、測精度和響應(yīng)速度兩方面改善D-STATCOM的檢測效果。通過分析不平衡工況造成的D-STATCOM直流電壓波動給補(bǔ)償電流檢測環(huán)節(jié)帶來的影響，采取對直流電壓控制量進(jìn)行濾波處理，以提高在不平衡工況下補(bǔ)償電流的檢測效果。另外，為了改善D-STATCOM對補(bǔ)償指令電流的跟蹤性能，以減小開關(guān)頻率和電流跟蹤誤差為控制目標(biāo)，提出一種基于電壓空間矢量的新型雙滯環(huán)電流控制法。最后，在Simulink仿真環(huán)境中對改進(jìn)的補(bǔ)償電流檢測法和控制方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證

4、，證實(shí)了所提方法的有效性與可行性。
　　為了驗(yàn)證改進(jìn)補(bǔ)償電流檢測法的實(shí)用性，成功研制出一臺容量為10kVA、額定電壓為380V的D-STATCOM實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。并詳細(xì)介紹了D-STATCOM裝置的硬件參數(shù)和軟件設(shè)計(jì)，其中硬件部分包括：主電路中的直流電容、交流接觸器以及濾波電抗器的參數(shù)選擇，開關(guān)元件及其緩沖電路的設(shè)計(jì)；檢測與控制系統(tǒng)中的霍爾元件、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理器的選擇與信號濾波與滯環(huán)電路的設(shè)計(jì)。軟件部分包括：主程序的設(shè)計(jì)、