多电平逆变技术及其在STATCOM中的应用研究

【摘要】近年来,电力电子器件的跟新换代,推动了多电平逆变器的飞速发展,这也使得人们在电能质量方面有了更高的要求。如何更好的改善电能利用率,提高电能质量,减少电路中的无功功率,是当下研究的一个热门课题。无功对供电网络的危害是有目共睹的,它不仅破坏电力系统的稳定性,使得系统安全运行系数变低,更会造成工业用电中功率因数的降低,增加用电成本,怎么对电网中的无功功率进行动态检测,并给予实时补偿是一个需要解决的问题。本文从无功功率开始讲述,了解了无功产生的原因、危害以及对无功功率进行补偿的必要性,再介绍多电平逆变器的常见拓扑结构,比较各种结构的优缺点,进而提出最适合STATCOM的多电平结构：级联H桥式多电平STATCOM。对H桥的几种级联方式进行了讲解,分析了它比其它多电平逆变器的优势和自身缺点。再进一步介绍由这种级联方式构成的多电平STATCOM,介绍级联多电平逆变STATCOM的基本原理及PWM调制方式,通过比较各种调制方式,选择适合STATCOM的控制方法。用Matlab软件对STATCOM系统进行仿真,了解其在无功补偿中的效果,通过改变负载及电压参数观察STATCOM装置的动态补偿性能,得出系统运行时的最佳参数,并就仿真中出现的问题,提出系统优化方案。最后对系统的硬件部分做了简要介绍,主要控制系统由DSP与FPGA共同组成。由DSP动态检测电网中的电压电流信号,并进行运算处理,产生控制PWM脉冲,传送给FPGA,由FPGA对PWM进行移相处理,产生三相的PWM脉冲,从而控制逆变电路产生电网中需要的补偿电流,对无功功率进行补偿。
【作者】李寅飞；
【导师】郑常宝；
【作者基本信息】安徽大学，模式识别与智能系统，2014，硕士
【关键词】无功功率；多电平逆变技术；级联H桥；STATCOM；PWM；仿真；

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