基于statcom技术的煤矿用电系统电能质量综合治理

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1、华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的士学位论文《基于STATCOM技术的煤矿用电系统电能质量综合治理》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读□士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《基于STATCOM技术的煤矿用电系统电能质量综合治理》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有

2、，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校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本，同意学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅，学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于（请在以上相应方框内打“√”）：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□√作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要电力作为煤矿生产过程中的主要动力来源，用电系统是否安全

3、可靠将直接关系到煤矿企业的生产效率和设备的稳定运行，甚至关系到每一位煤矿职工的人身安全。而煤矿的主要用电设备提升机晶闸管电控系统（SCR-D）功率因数偏低（一般在0.02～0.8之间），谐波污染严重，而且起动无功冲击大，引起电网电压发生波动。对该用电系统进行电能质量的综合治理方案的研究，不仅是节能降耗，是生产安全的迫切需求。针对上述负荷具有冲击性、非线性、谐波严重的特点，需要具有快速跟踪补偿能力的无功补偿技术，对用电系统的电能质量进行治理。STATCOM技术利用大功率电力电子开关器件构成一个电压源逆变器，通过动态改变输出电压的幅值和相位来实现和系统的无功功率交换，具有调节速度快、损耗低

4、、体积小等诸多优点，是煤矿等用电系统电能质量综合治理的理想选择。本文首先分析了煤矿用电系统的特点，分析其存在问题及危害，特别是提升机晶闸管电控系统（SCR-D）所产生的电能质量问题。主要研究了链式STATCOM技术的基本工作原理，分析了二级管钳位、飞跨电容钳位和链式H桥逆变单元级联多电平拓扑结构的优缺点，确定了本课题STATCOM装置采用链式H桥逆变单元级联多电平拓扑结构。其次，研究了链式STATCOM的电流控制策略。链式STATCOM的基于无源性控制和基于Boost功率变换控制的电流控制策略均具有动稳态特性好，鲁棒性强的优点。然后，设计了基于STATCOM技术的煤矿用电系统电能质量综

5、合治理方案，并应用于某煤矿变电站，结果表明，电压总畸变率由原来的10～11%降低到2～3%，功率因数由原来的0.62～0.75提升到0.94～0.99，补偿效果显著。关键词：无功补偿，谐波，链式STATCOMIAbstractAbstractPoweristhemainsourceofpowerintheprocessofcoalproduction.Thesafetyandreliabilityoftheelectricitysystemrelatedtothestableoperationofproductionefficiencyandequipmentofcoalenterpr

6、ise,andevenrelatedtoeverycoalmineworker'spersonalsafety.Themine'smainelectricalequipmentSCR-Dhasthelowerpowerfactor(usually0.02~0.8),seriousharmonicpollution,butalsothestartofidleimpact,causevoltagefluctuation.Researchonthecomprehensivecontrolschemeforelectricenergyqualityofpowersystem,isnotonly

7、thedemandofsavingenergyandreducingconsumption,andproductionsafety.Thepowerqualitymanagementofabovepowersystemwithlotsofimpactresistance,nonlinearandharmonicseriousloadrequiresreactivepowercompensationtechnologywithfasttracki