串联型电压调节装置补偿控制策略研究

摘要

电力系统中大容量、非线性、冲击性、非对称性用电负荷的大量使用对电网的电能质量问题造成越来越严重的污染，对电能质量敏感的用电负荷应用的越来越多，使得电力用户对供电的可靠性和电能质量提出了非常高的要求。电能质量的本质问题就是电压质量问题，电压质量问题中又以电压暂降和电压暂升为主要问题，三相电压不平衡以及谐波电压也会较多出现。当出现上述的电压质量问题时，通常采用串联型电压调节装置(series voltage regulator，SVR)来治理。
　　论文针对电力系统出现电压质量问题时，补偿成本过高的问题，S V R的储能单元采用直流电容器，建立了基于正序基波电压正交负载电流的策略。受最小能量补偿策略的启发，SVR补偿时输出的电压与负载电流正交。在发生电压扰动，负载不平衡或非线性时，对任意两个线电压和负载电流进行采样，用正序基波提取器提取出正序基波电压，基于同步参考坐标法，以负载电流为参考系，计算出参考补偿电压。
　　为了快速跟踪补偿算法计算出的参考补偿电压，系统采用电压滞环控制器控制 SVR的逆变器，使其输出的电压跟踪参考补偿电压，从而将负载电压调节至正常值。针对传统结构的 SVR，其在电压滞环控制器下的响应是一个二阶响应，且会出现谐波失真的问题，论文对其结构进行了改进，在滤波器电容支路上串联一个电阻。因为计算控制器开关频率时，电阻电压占主导地位，所以电容可以忽略不计，滤波电路由原来的LC电路变为RL电路，S V R在电压滞环控制器下的响应是一个一阶系统，其输出的电压是线性变化的，所以改进滤波器结构的 SVR可以快速跟踪参考补偿电压。电压滞环控制器具有无条件稳定、响应快速、准确性好、控制简单的优点，但在控制过程中，它的开关频率是可变的，将对电子器件造成损害，论文提出通过控制环宽的方法，使其开关频率恒定。
　　通过仿真分析可以看出提出的补偿策略可以准确计算出参考补偿电压；采用控制策略的可以快速、准确的跟踪参考补偿电压，使逆变器输出参考补偿电压，从而使负载电压不受电网电压扰动的干扰。

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附表索引

第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容

第2章 SVR拓扑结构及电压检测方法

2.1 SVR的工作原理

2.2 SVR的拓扑结构

2.3 电压质量问题的扰动模型

2.4 电压检测方法

2.5 本章小结

第3章 直流电容器储能的SVR对不平衡、非线性负载的补偿策略研究

3.1 引言

3.2 储能为直流电容器的 SVR对不平衡、非线性负载的补偿

3.3 仿真验证

3.4 本章小结

第4章 改进结构的SVR及其恒频电压滞环控制研究

4.1 概述

4.2 滞环跟踪控制

4.3 SVR的电压滞环控制研究

4.4 仿真验证

4.5 本章小结

结论与展望

1、结论

2、展望

参考文献

致谢

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