單相相位和幅值可控電壓調節(jié)器的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)向大型互聯(lián)電網發(fā)展,已經成為世界各國現代電力系統(tǒng)發(fā)展的共同趨勢,而互聯(lián)電網的形成使得電網的控制系統(tǒng)日益復雜化,運行日益繁重。為迎合電力系統(tǒng)的發(fā)展,出現各種調節(jié)電網能量傳輸的控制裝置如抽頭變壓器、并聯(lián)無功補償、電流限制器、分布式串聯(lián)阻抗、統(tǒng)一潮流控制器、同步靜態(tài)串聯(lián)補償器等。雖然都有控制電網能量傳輸的作用,但因它們本身固有的缺陷以及適用條件較為嚴格,因而在應用中受到一定的限制。近年來虛擬正交源(VQS)、相位和幅值可控電壓調節(jié)器(

2、VRCPK)等概念提出為電網控制系統(tǒng)的設計提供了新的思路和有益參考,VRCPA能夠分別獨立調節(jié)電壓的相位和幅值,可被用于控制電網的能量傳輸,提高電網的電能傳輸能力,具有潛在的應用價值。
　　 本文詳細研究了單相相位和幅值可控電壓調節(jié)器的電路結構和工作原理,并對其進行設計。單相相位和幅值可控電壓調節(jié)器電路拓撲由前級變換器和后級變換器組合而成。其中前級變換器由Buck型交流變換器和三次諧波陷阱組成；后級變換器為Boost型交流變換器

3、。首先分析了PWM Buck型交流變換器、PWM Boost型交流變換器電路結構。深入研究了級聯(lián)式PWM Buck-Boost交流變換器電路結構、工作原理,根據其電路工作原理,設計了變結構式控制策略,并對其進行原理仿真與實驗驗證。仿真與實驗驗證了級聯(lián)式PWM Buck-Boost交流變換器具有升降壓,動態(tài)性能好,電壓應力低等優(yōu)點。級聯(lián)式PWM Buck-Boost交流變換器不能調節(jié)電壓的相位。引入VQS技術,在Buck型交流變換器占空比

4、中上疊加一個兩倍頻的交流分量,在其輸出端得到具有相位移的基波電壓,但同時產生了三次諧波電壓。采用三次諧波陷阱濾除三次諧波電壓,最后在前級變換器的輸出端得到一個具有相位移的基波電壓。后級變換器調節(jié)電壓幅值。仿真研究了單相相位和幅值可控電壓調節(jié)器的工作原理。介紹了用DSP軟件設計前級變換器控制信號的具體流程,討論并研究了三次諧波陷阱的設計問題。研制了一臺單相相位和幅值可控電壓調節(jié)器實驗原理樣機,實驗結果和測量數據表明單相相位和幅值可控電壓調