基于LCL滤波器的690V静止同步无功补偿器控制策略研究.pdf

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1、硕士学位论文基于LCL滤波器的690V静止同步无功补偿器控制策略研究RESEARCHONCONTRALSTRATEGYOF690VSTATCOMWITHLCLFILTER杨波哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM464学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于LCL滤波器的690V静止同步无功补偿器控制策略研究硕士研究生：杨波导师：纪延超教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM76U.D.C:

2、621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCONTRALSTRATEGYOF690VSTATCOMWITHLCLFILTERCandidate：YangBoSupervisor：Prof.JiYanchaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofD

3、efence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在690V工业用电网中，各种感性、容性负荷的存在导致电网中无功波动频繁、功率因数低、电能质量差。因此，需要对其进行无功补偿来提高系统的功率因数，改善用电质量。STATCOM(StaticSynchronousCompensator，静止同步无功补偿器)在无功补偿方面具有响应速度快、占地面积小以及补偿精度高的优点，在低压配电网中得到广泛的应用。本文主要从STATCOM主电路

4、参数设计、LCL滤波器电流控制和直流侧电容电压控制进行深入研究。本文选择基于LCL滤波器Y型联结H桥逆变电路作为拓扑结构，并对其建模。其次，本文对STATCOM主电路参数进行了设计。其中LCL滤波器参数设计遵循总滤波电感最小且滤波效果最佳的原则；而逆变器直流侧电容的选取则考虑电容电压中主要的二倍频波动，将其电压波动限制在合理的范围内。针对LCL滤波器网侧电流反馈不稳的问题，本文用逆变侧电流反馈代替网侧电流反馈。对于采用逆变侧电流控制存在补偿后电网电流畸变率较大、响应速度较慢以及补偿精度降低的问题，本文采用电容电流负反馈来抑制谐振尖峰、电容电流前馈来

5、校正指令电流，使补偿后电网电流畸变率小、补偿精度高、动态响应快且不产生额外的损耗。该控制方法具有稳定性较高、控制器参数设计简单的优点。针对直流侧电容电压控制，本文采用分层控制的策略对其进行研究。第一层控制为总体直流侧电容电压控制，第二层控制为相间直流侧电压均衡控制。针对总体直流侧电压控制，本文通过在反馈通道中加入滤波环节来抑制直流侧二倍频波动，从而抑制了二倍频分量引起的三次谐波污染。该控制策略与电网之间只进行正序有功分量的交换，不会对电网产生污染。针对相间直流侧电压均衡控制，本文提出了基于注入零序电压的电压均衡控制方法。并讨论了在电网电压平衡和不平

6、衡状态下，所需注入的零序电压分量。本文所提出的分层控制策略不会向电网中注入负序和谐波分量，避免了补偿过程中对电网的污染。关键词：STATCOM；逆变侧电流控制；电容电流前馈；二倍频波动抑制；注入零序电压-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthe690Vindustrialpowergrid,thepresenceofvariousinductiveandcapacitiveloadsleadstofrequentreactivepowerfluctuations,lowpowerfactor,andpoorpowerqualit

7、y.Therefore,itisnecessarytocarryoutreactivecompensationtoimprovethepowerfactorandimprovethepowerqualityinthesystem.TheStaticSynchronousCompensator(STATCOM)hastheadvantagesoffastresponse,smallfootprint,andhighcompensationaccuracyinreactivepowercompensationanditiswidelyusedinlow

8、voltagedistributionnetworks.Thispapermainlystudiesthemaincirc