低壓四橋臂靜止同步補償器研究.pdf

1、靜止同步補償器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛，起到了提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)、消除高次諧波的作用，顯著提高了電網(wǎng)的供電品質(zhì)，減小了饋電線路的線路損耗。目前靜止同步補償器主要應(yīng)用于高壓大容量的場合，在民用建筑中低壓小容量的供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用還不多見。本文試圖針對民用建筑中大量存在的變配電所研制一種系統(tǒng)電壓為380/220V、容量在100lkvar及以下的靜止同步補償器。由于民用建筑中低壓供電系統(tǒng)包含大量的照明負荷和電熱負荷，由單相供電，因此通常都

2、是三相不平衡的，因此，這種靜止同步補償器必須具有在不平衡供電系統(tǒng)正常工作的能力，并且除了補償不平衡低壓配電網(wǎng)絡(luò)的無功、濾除高次諧波之外，還應(yīng)起到平衡三相電流的作用。 本文提出了采用直接電流控制的靜止同步補償器設(shè)計方案。工作和結(jié)論如下： 本文所提出的靜止同步補償器可以應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)三相不平衡無功負載的補償，具有消除部分低階的高次諧波、消除電源側(cè)零序電流的功能。通過對現(xiàn)有靜止同步補償器主電路結(jié)構(gòu)的對比分析，選擇了以四橋臂變

3、流器作為這種補償器的主電路，建立了四橋臂靜止同步補償器的數(shù)學(xué)模型，在該模型的基礎(chǔ)上確定了主回路的電流雙滯環(huán)電流控制方法。四橋臂變流器的特點是除了三個相線有各自的控制回路之外，還增加了對中性線的控制回路。研究了各種補償電流檢測方法，選擇了基于廣義瞬時無功理論的無功及諧波電流檢測方法。這種檢測方法與其他檢測方法相比，在電壓波形也發(fā)生畸變的情況下，仍然保持良好的測量精度，生成給定電流指令。針對四橋臂變流器提出了一種對輸出無功電流進行直接控制的

4、控制策略并做了相關(guān)理論分析，這種方法基于非奇異坐標(biāo)變換，將三相電流和三相電壓變換到αβ0直角坐標(biāo)系，以更加明確的方式給出無功電流、有功電流以及零線電流，再進行逆變換，確定各相補償電流和零線補償電流的給定值。由于電容直流電壓的大小直接影響補償電流對補償電流參考值的跟蹤能力，本文采用給定補償電流相位平移的方法，使變流器在產(chǎn)生無功電流和高次諧波的同時也產(chǎn)生可控的少量有功電流來補充損耗，維持電容電壓，而其控制回路則采用PI調(diào)節(jié)器對變流器直流側(cè)電

5、壓進行控制。 本文在所建立的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對主電路和控制回路的性能，作了較為詳細地分析，在研究過程中根據(jù)研究結(jié)果對系統(tǒng)作了多處改進。發(fā)表在本文中的結(jié)果是良好的，系統(tǒng)是能控的，穩(wěn)定性是良好的，誤差很小，這在模擬試驗的結(jié)果中可以看出來。在研究的過程中，對系統(tǒng)的重要元器件進行了計算，列出了參數(shù)的計算過程和計算結(jié)果。這些計算結(jié)果使研究過程達到了擴大初步設(shè)計的深度。 在研究過程中尤其是末期，在MATLAB上對系統(tǒng)作了仿真試驗。仿

6、真結(jié)果驗證了該靜止同步補償器具有較好的補償不平衡系統(tǒng)無功功率的性能，其動態(tài)響應(yīng)令人滿意，并且能夠有效地濾除系統(tǒng)中低階的高次諧波電流和零序電流。作為區(qū)別其他補償器的特色，盡管三相負荷具有顯著的不平衡狀態(tài)，加入補償器之后，電源端顯示出良好的平衡狀態(tài)，零序電流基本被消除了。 學(xué)位論文完成后，作為超出了學(xué)位論文的要求繼續(xù)研究的一部分，曾致力于將一臺22kW的變頻器改造為本文提出的靜態(tài)同步補償器，目前尚未完成。 《民用建筑電氣設(shè)計