配電系統(tǒng)級聯(lián)型無功補償裝置的研究與實現(xiàn).pdf

1、日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中大量使用的感阻性負載和沖擊性負載使配電系統(tǒng)面臨著無功污染和電壓閃變等電能質(zhì)量問題的考驗。作為配電系統(tǒng)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)的有效手段，DSTATCOM 成為研究熱點并代表著DFACTS 技術的發(fā)展方向。本文主要針對配電系統(tǒng)級聯(lián)型無功補償裝置的相關理論和技術進行研究。
　　 目前，DSTATCOM 裝置多采用三相橋式逆變器作為其主電路，存在輸出電壓諧波含量高、電壓及功率等級不高、難以實現(xiàn)分相控制等缺點。鑒于這些缺點，本文

2、提出將級聯(lián)型多電平逆變器用于DSTATCOM的想法。
　　 本文研究了DSTATCOM的基本運行原理，指出理想情況下，可通過調(diào)整裝置輸出電壓的幅值來控制DSTATCOM與系統(tǒng)之間交換無功功率的大小，可通過調(diào)整裝置輸出電壓與系統(tǒng)電壓之間的相位差來控制DSTATCOM與系統(tǒng)之間交換有功功率的大小。通過對實際裝置數(shù)學模型的分析得出穩(wěn)態(tài)時裝置吸收無功功率、有功電流、無功電流和輸出電壓表達式。
　　 為了使DSTATCOM 獲得更

3、好的動態(tài)性能和補償精度，設計了單純比例積分控制和比例加重復復合控制兩種電流控制器。對比兩種控制器作用時裝置對電流指令的跟蹤性能，發(fā)現(xiàn)比例加重復復合控制在保證系統(tǒng)動態(tài)響應特性的情況下明顯改善了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，仿真研究結果證明了該結論。
　　 直流電容電壓均衡是級聯(lián)型多電平逆變器面臨的一個特殊問題，它影響到了裝置的補償性能和運行安全。本文分析了級聯(lián)型DSTATCOM 直流電容電壓不平衡的機理，得出可以通過改變單鏈節(jié)逆變器吸收的有功功

4、率來均衡控制直流電容電壓的結論，基于該結論提出了針對直流電容電壓均衡控制的分散控制策略。
　　 為了驗證本文所設計的電流控制器參數(shù)以及基于分散控制系統(tǒng)的直流電壓均衡控制算法，研制了一臺運行在380V 電壓等級下，容量為30kVar的實驗樣機。文章詳細闡述了級聯(lián)型DSTATCOM 實驗樣機的設計方法，包括實驗樣機的硬件設計、軟件設計以及分散控制策略如何在軟硬件上得以實現(xiàn)等。針對級聯(lián)型DSTATCOM 相關理論，如直接電流控制算法、