中壓靜止無(wú)功發(fā)生器系統(tǒng)研究.pdf

1、靜止同步無(wú)功發(fā)生器(STATCOM)隸屬智能電網(wǎng)的智能輸配電技術(shù)及定制電力技術(shù)有關(guān)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償領(lǐng)域,是當(dāng)前世界上最先進(jìn)也是最復(fù)雜的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)產(chǎn)品,在響應(yīng)速度、穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、降低系統(tǒng)損耗、增加傳輸能力、提高瞬變電壓極限、降低諧波等多方面具有更加優(yōu)越的性能。
　　 STATCOM技術(shù)是電力電子變換的交流柔性輸電(Flexible ACTransmission System)技術(shù)的一個(gè)基礎(chǔ)技術(shù),基于對(duì)多重化和多電平拓?fù)浼?/p>

2、術(shù)研究,尤其對(duì)多電平變換器在中壓大功率變換的應(yīng)用進(jìn)行了深入的討論。本文對(duì)串聯(lián)H橋多電平變流器、多重化變流技術(shù)、二極管箝位式多電平變流器、混合多電平變流器、過(guò)電壓保護(hù)及無(wú)功電流檢測(cè)等進(jìn)行了研究,全文包括如下研究?jī)?nèi)容:
　　 大容量鏈?zhǔn)絊TATCOM是典型非線性系統(tǒng),其控制理論算法復(fù)雜且抽象。本文根據(jù)鏈?zhǔn)絊TATCOM有功—無(wú)功電流的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,得到非線性動(dòng)態(tài)無(wú)功控制策略,利用雙輸入雙輸出線性化的控制方法,實(shí)現(xiàn)雙輸出變量解耦控制。

3、該鏈?zhǔn)絊TATCOM非線性雙輸出解耦控制器,在系統(tǒng)發(fā)生短路和大功率負(fù)載突變時(shí)具有良好的動(dòng)態(tài)性能。
　　 通過(guò)對(duì)多種特定諧波消除調(diào)制策略的分析、比較,提出了一種適用于三相系統(tǒng)串聯(lián)H橋型多電平逆變器的改進(jìn)型調(diào)制方法,即載波重疊一開關(guān)優(yōu)化PWM法。這種調(diào)制方法兼具載波重疊和開關(guān)優(yōu)化所持有的優(yōu)點(diǎn),可以增大輸出線電壓的基波幅值,提高直流電壓利用率,并且使輸出線電壓具有較好的諧波性,特別是在低調(diào)制下可以顯著改善輸出線電壓畸變率。多脈波整流器

4、的主要特點(diǎn)是可以降低網(wǎng)側(cè)電流的諧波,因?yàn)椴捎靡葡嗾髯儔浩鞴╇娊o多個(gè)六脈波整流電路,這些六脈波整流器產(chǎn)生的低次諧波相互抵消。整流器脈波數(shù)越多,網(wǎng)側(cè)電流的諧波畸變?cè)叫?電能質(zhì)量有明顯改善。通過(guò)兩個(gè)18脈波移相變壓器組成的等效36脈波整流器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),即使在移相變壓器繞組不均衡狀態(tài)下,5次和7次諧波也大為改善。雖然移相變壓器的移相角度存在誤差和各副邊繞組漏抗不均衡,但在盡可能的減小這些誤差的情況下,移相變壓器網(wǎng)側(cè)諧波電流的消除效果也還是很好的

5、。
　　 二極管箝位式(NPC)多電平變流器的直流輸入電壓由電容串聯(lián)分壓,使系統(tǒng)具有一個(gè)浮動(dòng)的中性點(diǎn)。因?yàn)橹绷鬏斎腚娙莸碾娙萘坑邢?中點(diǎn)電流對(duì)電容充電或放電會(huì)使中點(diǎn)電壓產(chǎn)生漂移。NPC／H橋逆變器中有三個(gè)中點(diǎn),這三個(gè)中點(diǎn)的電位需要控制,避免中點(diǎn)電壓漂移。對(duì)于多重化整流器作為前端供電的電力電子系統(tǒng),將整流器中點(diǎn)和逆變器中點(diǎn)直接相連,逆變器中點(diǎn)電壓被整流器輸出固定,就不會(huì)隨著逆變器的運(yùn)行發(fā)生變化。
　　 本文對(duì)在改進(jìn)型同相層

6、疊調(diào)制方法下的影響由雙18脈波整流器供電的NPC／H橋5電平逆變器輸出相電壓總諧波畸變率(Total HarmonicDistortion-THD)和直流側(cè)電容電壓的偏移情況的因素進(jìn)行了分析,得出了NPC／H橋5電平逆變器輸出相電壓THD和直流側(cè)電容電壓偏移情況與負(fù)載、輸出頻率和直流側(cè)電容大小之間的關(guān)系。
　　 混合多電平變流器包括有相同拓?fù)涔β蕟卧煌妷旱燃?jí)的混合及不同拓?fù)涔β蕟卧募?jí)聯(lián)型式,由于其傳統(tǒng)控制策略易產(chǎn)生電流倒

7、灌問(wèn)題,提出了一種新型主從式多電平變換器拓?fù)浼盎谥噶铍妷旱男滦突旌峡刂撇呗?主變換器采用基于指令電壓的基頻調(diào)制法,用于實(shí)現(xiàn)基波功率輸出,從變換器采用載波相移調(diào)制法,用以改善輸出波形質(zhì)量,指令電壓幅值在任意時(shí)刻均大于主變換器輸出電壓的幅值,從而使主、從變換器的輸出電壓始終保持同方向變化。
　　 低場(chǎng)強(qiáng)高能ZnO壓敏電阻是過(guò)電壓保護(hù)最好的非線性吸收元件之一。分析其組成結(jié)構(gòu),伏安特性及其等效電路,該保護(hù)元件的限壓能力、在不同情況下的

8、能量容量、承受脈沖負(fù)荷時(shí)的要求,得出低場(chǎng)強(qiáng)高能ZnO壓敏電阻在在大功率中壓電力電子變流器應(yīng)用的接線方法及參數(shù)選取方法。單相無(wú)功電流的跟蹤算法在一個(gè)計(jì)算周期內(nèi),用鎖相環(huán)電路得到與電源電壓同頻率滯后1／4周期的標(biāo)準(zhǔn)正弦波與負(fù)載電流乘積后,結(jié)果存入采樣數(shù)據(jù)儲(chǔ)存隊(duì)列,然后比較隊(duì)列中基波周期前后一段數(shù)據(jù)來(lái)快速跟蹤無(wú)功電流,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功電流的準(zhǔn)確提取,而且對(duì)電流變化跟蹤效果好,防干擾能力強(qiáng)。算法簡(jiǎn)單快速,只需兩個(gè)乘法器。
　　 大功率中壓