buck型动态电容器综合补偿策略研究

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1、分类号学号M201371131学校代码10487密级硕士学位论文Buck型动态电容器综合补偿策略研究学位申请人：刘浩田学科专业：电气工程指导教师：戴珂副教授答辩日期：2015年5月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonCompositeCompensationControlStrategyforBuckTypeDynamicCapacitorCandidate:

2、LiuHaotianMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.DaiKeHuazhongUniversityofScience&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

3、的法律效果由本人承担。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：年月日本论文工作得到：国家自然科学基金面上项目（

4、项目编号：51277086）和台达环境与教育基金会《电力电子科教发展计划》重点项目（项目编号：DREK2012001）的资助。谨致谢忱华中科技大学硕士学位论文摘要越来越多的电动机负载、各种各样的变压器和电力电子电路接入电网，使得电网无功需求增加、谐波污染加剧，电能质量下降，而工业用户对于电能质量的要求却越来越高，因此电能质量治理设备开始大量的使用。现阶段，静止同步补偿器（StaticSynchronousCompensator，STATCOM）和有源电力滤波器（ActivePowerFilter，APF）已经能显著的改

5、善电能质量。然而这类基于电压源型逆变器的设备存在价格昂贵且直流侧电解电容容易损坏的问题，因此一种新型的成本较低、工作稳定的电能质量治理装置应运而生——动态电容器（DynamicCapacitor，D-CAP）。本文首先通过Buck型DC-DC变换电路引出Buck型动态电容器的拓扑结构，然后推导了动态电容器的基本控制方程，提出了基于PI调节的无功补偿控制策略。在进行无功与谐波综合补偿时，采用偶次谐波调制方法（EvenHarmonicModulation，EHM），通过在开关占空比函数中加入除常数项外的偶次谐波分量来生成对

6、应的奇次谐波电流，并建立了基于虚拟多同步dq旋转坐标系变换的综合补偿控制策略。然后搭建了MATLAB/SIMULINK仿真模型，对仿真中发现的谐振问题进行了分析，并通过改变高于谐振频率的控制环路的谐波电流指令的极性来抑制谐振，仿真结果验证了控制策略的有效性。接着，本文介绍了11kVA实验台架的设计方法，并分析了一种新型的有源缓冲电路，在开关死区时间内为感性电流提供续流回路。实验台架由主电路、缓冲电路、采样电路板、信号调理板、主控板和驱动板构成，并采用基于DSP+CPLD的数字控制系统。最后给出了Buck型动态电容器进行

7、无功补偿的开环实验结果，结果验证了动态电容器的基本功能和缓冲电路的作用，并测试了开机、关机和故障保护功能。关键词：无功补偿谐波抑制动态电容器偶次谐波调制I华中科技大学硕士学位论文AbstractThewidelyuseofmotors,transformersandpowerelectronicdevicesdeterioratespowerquality,whilethedemandofhighpowerqualityforindustrialusersaregrowing.Thereforethetechnolog

8、yofreactivepowercompensationandharmonicsuppressionisgettingmoreattention.Nowadays,StaticSynchronousCompensatorandActivePowerFilterareputinusewidely.Duetothehighpricea