100KVar动态无功补偿装置的设计

【摘要】随着我国的电力电子行业及其附属产业的发展,现代电力系统的规模与技术发展速度日益加快,一方面,高精度高敏感度的电力设备不断更新,使得用户对电网的可靠性与电能的质量要求越来越高,这就要求电网接到用户用电端进行电网的信号处理,另一方面,用户端的不平衡负载以及闪变负载也使得在用电质量上结果呈现功率因数低,三相电网电压的不平衡,会对逆变器造成不必要的损害,电力系统中存在的日益严重的不对称符合现象时,负载不平衡对整个电力系统造成较大的损耗和不必要的设备成本的增加,及时在负载是平衡的情况下,电动机,电弧炉以及电气机车的大量使用,会造成功率因数的降低,大大减小了用电的质量,提高用电质量和提高系统的稳定性已经成为国内外研究的主要方向,这样在电网接到用户端前加入无功补偿装置的必要性就完全体现出来了,也是本文研究的重点。本文通过瞬时无功补偿原理,模拟了功率因数较为低的电动机以及阻容性负载的用电设备,对其需要的无功电流进行实时补偿,又针对不平衡负载引起的电压的不对称,分析了负序电流的产生原因,并采用正序和负序同时控制的补偿策略,并在原理基础上进行了仿真,并且分析了补偿的原理。本文是以三相三线制的用电系统作为控制研究对象,对逆变器带不平衡负载启动时的输出特性,提出了SVG输出电压不平衡时的抑制方法,通过双闭环和PI调节器的相互配合,对外环电压环与内环电流环进行设计,并对被控对象引入反馈环节,建立了三相逆变器的dq坐标变换模型,对三相电压进行序分解,对提取的信号进行调制时进行空间矢量的变换,又根据理论对空间矢量变换进行了具体分析与推导,通过计算空间位置来计算占空比的时间也就控制了开关管的导通时间,对补偿信号能够进行精确调制。在理论分析与计算的基础上,在MATLAB/SIMULINK仿真软件中对平衡负载与不平衡负载两种情况下进行了仿真设计与分析,通过仿真结果,验证了本文设计的算法控制策略的可执行性和有效性,可以达到理想的效果。
【作者】裴鹏鹏；
【导师】赵影；李跃勤；
【作者基本信息】天津理工大学，控制工程，2013，硕士
【关键词】无功补偿；空间矢量；瞬时无功理论；正负双序控制；不平衡负载；

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