模塊化DSTATCOM裝置研制.pdf

1、電能在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中扮演著十分重要的角色，電力行業(yè)的發(fā)展是國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)水平提升的重要支柱。目前我國(guó)電力系統(tǒng)長(zhǎng)期存在無(wú)功補(bǔ)償容量不足的情況，這不僅增加了電力系統(tǒng)中因電能傳輸而產(chǎn)生的損耗，同時(shí)對(duì)電力用戶端的電能質(zhì)量帶來(lái)了危害。應(yīng)用于配電網(wǎng)中的配電網(wǎng)靜止同步無(wú)功補(bǔ)償器(DSTATCOM)技術(shù)屬于電力用戶技術(shù)的一種，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者將這種技術(shù)稱為DFACTS，視其為FACTS技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸。作為新一代的并聯(lián)型無(wú)功補(bǔ)償

2、裝置，DSTATCOM在改善電網(wǎng)電能質(zhì)量方面發(fā)揮著重要的作用。
　　首先，本文對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置的研究背景和意義進(jìn)行介紹，概述了STATCOM的發(fā)展歷程以及研究現(xiàn)狀。對(duì)DSTATCOM的工作原理進(jìn)行分析，根據(jù)DSTATCOM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立了系統(tǒng)在三相abc靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型、兩相αβ坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，為深入分析直接功率控制(DPC)奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，本文分析了傳統(tǒng)的基于電壓定向的直接功率控制(VO-DPC)，由于傳統(tǒng)

3、的VO-DPC功率內(nèi)環(huán)采用的是滯環(huán)比較器，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的精度較差，且功率器件的開(kāi)關(guān)頻率不固定，給交流側(cè)濾波器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。本文提出一種基于SPWM的雙環(huán)預(yù)測(cè)直接功率控制策略，該控制策略將直接功率控制與預(yù)測(cè)控制相結(jié)合來(lái)獲得高品質(zhì)的控制效果。同時(shí)用SPWM調(diào)制取代了傳統(tǒng)的邏輯開(kāi)關(guān)表，解決了功率器件開(kāi)關(guān)頻率不固定的問(wèn)題。由于傳統(tǒng)的SPWM調(diào)制方法中直流側(cè)電壓利用率低，本文研究、比較了三種工程上簡(jiǎn)單易行的調(diào)制波優(yōu)化方式，能夠提高DSTATC

4、OM直流側(cè)電壓利用率。通過(guò)搭建仿真模型對(duì)本文所提控制策略進(jìn)行驗(yàn)證。
　　然后，本文給出了DSTATCOM主電路的設(shè)計(jì)以及以DSP+FPGA為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)思路和工作原理進(jìn)行詳述。對(duì)DSTATCOM裝置的實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)和散熱設(shè)計(jì)。在本文設(shè)計(jì)的模塊化DSTATCOM樣機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所提理論的正確性。
　　最后，對(duì)DSTATCOM并聯(lián)技術(shù)進(jìn)行研究。針對(duì)傳統(tǒng)并聯(lián)方案中單臺(tái)