資料介紹
為了解決電力網絡中電能質量不高的問題,憑借更好的諧波抑制性能、更迅速的動態(tài)響應速度和更顯著的經濟效益,D-STATCOM具有很重要的研究意義。傳統(tǒng)電壓型四象限變換器通過采用PWM技術,具有網側電流可控、能量可雙向流動等優(yōu)點而得到廣泛應用。在大功率場合下,傳統(tǒng)電壓型四象限變換器為了保證效率,開關頻率一般很低,為了滿足諧波標準要求,網側電感的值需要很大,以保證諧波的有效濾除,但是網側電感的加大也會導致系統(tǒng)動態(tài)響應速度的降低、裝置體積和成本的增加。在相同的諧波標準要求下,由于高頻段更好的衰減特性,LCL濾波器電感的總和取值可以比單L濾波器電感的值更小,進而使得裝置體積變小,成本降低。然而LCL濾波器的引入會使得原來的一階系統(tǒng)變?yōu)槿A系統(tǒng),含有明顯的諧振尖峰,導致系統(tǒng)的不穩(wěn)定,因此對D-STATCOM控制系統(tǒng)的設計需要考慮諧振的抑制方法。D-STATCOM通過對不平衡電流進行各序分量檢測,在閉環(huán)控制系統(tǒng)下可以實現(xiàn)各序分量補償。
本文首先對電壓型四象限變換器的工作原理進行了相關介紹,并在電路理想的假設下,基于三相靜止abc坐標系、兩相靜止a坐標系和兩相旋轉dq坐標系這三種坐標系下,建立了基于LCL濾波器的三相電壓型四象限變換器的數(shù)學模型。在建立數(shù)學模型之后,本文通過比較LCL濾波器和單L濾波器得出了LCL濾波器的相關特性。根據(jù)LCL濾波器的特性,文章首先介紹了常規(guī)的電壓電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)控制器的設計,并在該設計的基礎上,研究了針對LCL濾波器的諧振抑制的方法,包括無源阻尼法和有源阻尼法。鑒于有源阻尼法在損耗、效率等因素的優(yōu)勢,本文將常規(guī)雙閉環(huán)系統(tǒng)中的電流單環(huán)變?yōu)殡娏麟p環(huán),并對該控制系統(tǒng)控制器的設計進行了研究,并通過仿真實驗對設計進行了驗證,實驗證明設計合理有效,系統(tǒng)工作正常。
對D-STATCOM的研究,本文主要以基于LCL濾波器的電壓型四象限變換器作為電路結構,以電流內環(huán)為網側電流和機側電流的雙環(huán)控制系統(tǒng)作為基本控制策略,通過對不平衡電流進行各序分量檢測,對各序分量進行建模,得出D-STATCOM的控制策略,并通過仿真實驗對設計進行了驗證,實驗證明系統(tǒng)補償效果良好。
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