级联型配电变集成化补偿控制方法研究

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1、分类号学号M201271176学校代码10487密级硕士学位论文级联型配电变集成化补偿控制方法研究学位申请人：刘晓宇学科专业：电气工程指导教师：尹项根教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonCascadedIntegratedDistributionTransformerCompensationControlMethodCandidate:LiuXiaoyuMajor:Electric

2、alEngineeringSupervisor:YinXianggenHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关

3、保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要传统变电站高压侧无功集中补偿与谐波治理方法接入点电压等级高，结构复杂、成本昂贵；而采用低压用户侧就地补偿，装置安装分散、利用率较低且缺乏有效的协调，控制不

4、当易带来新的电能质量问题。配电变压器集成化静止补偿技术（DistributionTransformerSTATCOM，DT-STATCOM）将配电变压器绕组作为电力补偿装置的接入点，降低了补偿装置的耐压要求，兼有集中补偿的效果，但是在装置拓扑结构、接入方式以及控制策略等方面仍有待进一步研究。本文以配电网电能质量综合治理为目标，提出了采用配电变压器高压侧绕组中心抽头集成方式的级联型DT-STATCOM，并对无功、谐波和不平衡补偿控制方法展开深入研究。首先，构建了级联型DT-STATCOM系统结构方案。根据配电网实际情况，采用Dyn型配电变高压绕组中心抽头集成方式、级联

5、H桥拓扑结构和LC输出滤波器构成DT-STATCOM系统。建立了各部分的数学模型，分析了补偿注入电流对变压器绕组电流分布及高低压侧的影响，建立了级联型多电平变流器状态方程，分析了由LC输出滤波器和变压器抽头漏抗组成的紧凑型LCL结构的滤波特性，验证了系统可行性。然后，研究了无功电流补偿、谐波电流补偿及无功谐波综合补偿控制方法。基于瞬时无功理论，对适用于跨端口补偿的无功及谐波电流检测方法开展了研究。提出了一种PI控制与PR控制相结合的谐波与无功综合控制策略。采用载波移相SPWM技术进行指令电流跟踪，分析了其调制原理、数学模型及传输特性。搭建Matlab/Simulin

6、k仿真平台，进行仿真实验，验证了上述方法的有效性。最后，针对三相不平衡负载，研究了负序电流补偿控制方法及其与无功电流补偿相结合的综合补偿控制方法。针对不平衡补偿对级联型变流器各相桥臂有功输出的影响，指出了不平衡补偿的有效范围。研究了跨端口的负序电流检测与控制方法和直流电容均压控制方法，并进行了仿真实验，验证了上述方法的有效性。关键词：静止补偿装置配电变压器无功补偿谐波补偿不平衡补偿控制方法I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTTraditionalreactivepowercompensationandharmoniccontrolmethodofsubstat

7、ionhigh-voltagesideiscomplexandexpensivebecauseofthehighvoltagelevel.Thelocalcompensatoroflowvoltagesideisscattered,inefficiency,uncoordinatedandeasytobringnewpowerqualityproblems.DistributiontransformerSTATCOM(DT–STATCOM)considereddistributiontransformerwindingasaccesspointofcompens