级联多电平静止同步补偿器及其控制技术的研究

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1、分类号：TM761密级：UDC：621.3编号：201221401059河北工业大学硕士学位论文级联多电平静止同步补偿器及其控制技术的研究论文作者：闫志强学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：电气工程指导教师：葛曼玲职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringResearchOnTheControlTechnologyofCascadeSTATCOM

2、byYanZhiqiangSupervisor:Prof.GeManlingDecember2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大

3、学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要当前,随着电力系统的不断发展，大量投入的非线性、冲击性且功率因数低的装置给电网运行、电网质量造成严重的挑战。因此，维护电压稳定、降低谐波污染、提高功率

4、因数对保障电力系统稳定运行十分重要。级联型多电平静止同步补偿器作为提高功率因数的柔性交流输电设备代表，能有效的解决电能质量问题。论文在MATLAB/simulink软件中搭载仿真模型，验证了各控制策略的可行性。主要做了以下四个方面的工作第一，通过分析STATCOM无功补偿的基本原理，对比了基于瞬时无功功率理论的几种电流检测方法，采用了基于陷波器的dq变换的正、负序电流检测法，该法能实现基波正、负序电流分离，为不平衡系统控制提供了精确的电流参考值。第二，讨论了几种多电平拓扑的结构，选用了模块化、易扩

5、展且电压输出谐波含量低的“Y”级联多电平逆变器作为STATCOM主电路，并对主电路中H桥的级联数目、器件参数的选取原则做了定量分析，结合具体算例给出了详细的参数。并选择适合级联多电平的载波平移正弦脉冲宽度调制作为调制技术。第三，针对STATCOM面临的无功补偿与直流侧电压均压双重目标，本文采取了通过主层直流侧稳压与电流直接解耦综合控制所得到的第一级输出指令后，再通过次层、基层稳压策略所得的微调信号对第一级输出指令进行修正改进，配合以改进的载波平移调制即实现了无功补偿的需要，又很好地解决了直流侧电压

6、均衡问题。改进的单极倍频载波平移调制采用载波反向方式，运用改进的调制波与载波比较以此控制各H桥的开关器件导通状态，该法相当于提高了开关频率，可增加输出电压的脉动频率，在保障了STATCOM安全运行的同时，有效地抑制了高次谐波的产生。第四，负载不平衡为最常见的不平衡系统，应用平衡系统的补偿方法不能适用于不平衡系统，不能完成提供无功补偿、提高功率因数的目标。论文为此提出了正、负两子系统的叠加控制。仿真分析证实：该控制方法能在负载不平衡时较好发挥无功补偿性能，有效的减小了电流不平衡度、提高电能质量。关键

7、词：级联多电平瞬时无功功率理论同步旋转改进载波平移三层稳压直接解耦正负双序IABSTRACTWiththefastdevelopmentofelectricalpowersystem,alargenumberofnon-linear,shockdeviceswithlowpowerfactorarefacingtoseriouschallengeinthepowergrid.Therefore,itisveryimportanttosustainvoltagestability、reducehar

8、monicpollutionandimprovethepowerfactorintheelectricalsystem.Toaddresstheissue,cascadeSTATCOMwasemployedfortheadvantageofimprovingthepowerfactorofFACTS.Here,simulationmodelswerebuiltandemployedinvariouscontrolstrategieswiththehelpofMATLAB/simul