基于PEBB的微電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置研制.pdf

1、隨著分布式發(fā)電的發(fā)展和微電網(wǎng)示范性工程的成功運行，微電網(wǎng)已成為智能電網(wǎng)發(fā)展的趨勢之一。微電網(wǎng)中含有大量電力電子裝置和非線性負(fù)載，其產(chǎn)生的諧波和無功會嚴(yán)重影響微電網(wǎng)的供電質(zhì)量和供電穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的動態(tài)無功補(bǔ)償裝置因集成度低、設(shè)計非標(biāo)準(zhǔn)化等缺點不利于在微電網(wǎng)中應(yīng)用。電力電子積木技術(shù)（PEBB，Power electronic building block）作為一種可重復(fù)利用的標(biāo)準(zhǔn)化電力電子功能模塊在電能變換領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文將電力電子

2、積木技術(shù)應(yīng)用到微電網(wǎng)無功補(bǔ)償領(lǐng)域，針對微電網(wǎng)電能質(zhì)量的特點，通過對PEBB模塊的設(shè)計對基于PEBB的微電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的控制方法和樣機(jī)研制進(jìn)行了深入探究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析了微電網(wǎng)中無功功率產(chǎn)生的原因和影響，介紹了微電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀及意義；針對微電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)奶攸c，本文提出了基于電力電子積木模塊的微電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，并介紹了電力電子積木結(jié)構(gòu)在微電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置中應(yīng)用的優(yōu)點。⑵介紹了微電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，

3、通過對無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，詳細(xì)分析了無功補(bǔ)償裝置工作原理。根據(jù)PEBB模塊構(gòu)建原則，本文綜合考慮裝置的安全性和經(jīng)濟(jì)性，完成了主電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計。⑶從直流側(cè)電壓控制、無功補(bǔ)償控制、諧波抑制控制三方面對微電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的控制策略進(jìn)行研究。直流側(cè)采用電壓下垂控制策略，制定直流側(cè)電壓參考值與電網(wǎng)運行電壓間的下垂曲線，通過直流側(cè)電壓參考值的控制，使裝置在保證無功補(bǔ)償容量的同時減少開關(guān)器件的損耗。無功補(bǔ)償控制采用基于dq坐標(biāo)系下的無功電流解耦

4、控制，保證裝置在惡劣工況下的高效無功補(bǔ)償能力。為了增加微電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的通用性，當(dāng)微電網(wǎng)中電流畸變率過高時，裝置采用諧波抑制控制策略，在 dq坐標(biāo)系下利用準(zhǔn) PR控制器對特定次諧波進(jìn)行抑制，改善微電網(wǎng)電能質(zhì)量。⑷設(shè)計了基于DSP+FPGA的微電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置控制系統(tǒng)。本文對控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件編寫進(jìn)行了詳述，在本文設(shè)計的無功補(bǔ)償裝置樣機(jī)上進(jìn)行了無功補(bǔ)償和諧波治理實驗，對本文提出的控制策略進(jìn)行了驗證。為了便于工業(yè)化生產(chǎn)，本文從散熱設(shè)