中压链式statcom控制策略及装置研究

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1、硕士研究生学位论文中压链式控制策略及装直研兄学生姓名李秋霈学科、专业控制科学与工程研究方向电能质量管理导师周京华校外导师北方工业大学研究生院北方工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己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：义年二月曰学位论文使用授权书学位论文作者完全了解北方工业大学有关保留和使用学

2、位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北方工业大学。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，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用于本授权书）。口保密论文注释：经本人申请，学校批准，本学位论文定为保密论文，密级：，期限：年，自年月日起至年月日止，解密后适用本授权书。□非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名日期导师签名日期北方工业大学硕士学位论文中压链式控制策略

3、及装置研宄摘要随着我国电气化铁路的快速发展，铁路运送能力不断提升。同时，牵引供电负荷造成的无功、谐波等电能质量问题也愈加严重，成为影响电力系统电能质量和电气化铁路负荷安全稳定运行的重要因素。本文以治理电气化铁路电能质量问题为背景，对链式的控制策略进行了深入研究，使得链式在补偿牵引负荷无功电流、提高功率因数的同时，抑制谐波电流，实现链式的多目标控制。本文主要围绕以上内容展开研究。链式数学模型是实现控制策略的基础。本文从链式的基本工作原理入手，基于幵关函数，推导了链式的幵关周期平均模型，利用在直流工作点附近对系统进行小信号扰动线性化处理的方

4、法，得到了系统的交流小信号模型，为设计链式的控制策略奠定了基础。准确的无功及谐波电流检测是链式能够实现控制目标的前提。本文在简单介绍了三相系统无功及谐波电流检测方式之后，针对传统单相系统无功及谐波电流检测方式的延时问题，给出了单相系统无功及谐波电流的无延时检测方法。链节悬浮电容电压的平衡控制是能够稳定安全运行的关键。本文通过分析单元悬浮电容电压的变化规律，提出一种基于瞬时有功功率平衡的电容电压平衡控制策略。在进行了详细的理论分析后，通过仿真对控制策略的可行性进行了验证。无功及谐波电流的补偿方法是链式的关键技术。考虑到在单相系统中传统调节

5、器无法实现对交流给定信号的无静差跟踪，给出了一种可以无静差跟踪交流信号的多并联调节器。在分析了链式的死区效应后，引出了一种基于无效器件的死区补偿方法。并提出了链式的多目标整体控制策略，给出了控制框图，最后通过仿真对控制策略进行了可行性验证。在明确了系统的控制策略之后，介绍了链式控制系统硬件平台的设计，主要包括硬件控制板件的设计及、软件程序的设计。最后，基于半实物仿真平台及工业样机对链节串联的链式进行了实验，并对实验结果进行了简要分析。关键词：小信号模型；无功及谐波电流检测；悬浮电容电压平衡控制；多并联；多目标北方丁业大学硕上学位论文，，

6、，北方工业大学硕上学位论文：北方工业大学硕士学位论义目录中压链式控制策略及装置研究■课题研究背景和意义电气化铁路电能质量治理研宄现状补偿方式补偿方式论文主要的研究内容单相链式的数学模型链式基本原理链式的动态模型链式开关周期平均数学模型链式小信号交流模型他单相链式的控制策略机车负载无功电流及谐波电流的提取方法无功电流的提取方法固定次谐波电流的提取方法无功及谐波电流的统一提取方法链节悬浮电容电压平衡控制方法单相系统电流调节器设计调节器多电流调节器并联电流调节器设计实例链式死区效应分析死区对系统性能的影响死区模块产生机理死区补偿策略链式多目标

7、控制北方工业大学硕丄学位论文、链式控制平台设计控制系统硬件控制平台设计控制系统软件设计软件设计软件设计链式样机研制与实验半实物仿真平台实验半实物实时仿真系统简介链节悬浮电容电压平衡控制的半实物仿真补偿无功负载的半实物仿真抑制谐波电流的半实物仿真工业样机实验链式的发波实验链节悬浮电容电压平衡控制的实验补偿无功负载的实验吉结论与展望结论展望教申请学位期间的研究成果及发表的学术论文北方工业大学硕士学位论问文绪论课题研究背景和意义铁路是我国重要的交通运输工具之一。随着我国国民经济的发展，对铁路的运输能力也提出了越来越高的要求。目前，我国列车的主

8、要牵引方式有蒸汽机车、内燃机车和电力机车牵引三种。通过电力机车牵引列车运行的铁路称为电气化铁路。由于电气化铁路可以提高铁路运输能力、改进铁路运营，同时也有利于实现资源的合理分配、降低运营成本、保护生态环境，