无变压器无储能电容三相电压跌落补偿器研究

摘要

随着现代技术的发展，电力用户对电能质量的要求也在不断提高。但是，由于近年来电力电子设备的大量使用，以及电弧炉、电气化铁路等负荷的影响，使得电力系统中的污染不断加重。因此，电能质量问题越来越受到用户的重视，对电能质量的改善和控制也成为现代电力系统的重要课题。用户电力(CustomerPower)技术就是在这种情况下出现的一种新技术，并成为目前改善用户电能质量最主要、最有效的方法。 本文首先对电力系统中最为常见的电能质量问题——电压跌落进行了详细的分析说明，然后介绍了电压跌落检测的原理，重点介绍了基于Park变换的电压跌落检测方法。随后给出了单相电压跌落补偿的主电路拓扑。在此基础上，给出了一种三相电压系统下的电压跌落补偿装置。通过对这两种补偿主电路的分析研究，得到了各自最大电压跌落补偿深度。单相电压最大跌落补偿深度为55％，三相电压最大跌落补偿深度为对称跌落时为37％，一相电压跌落到零其余相的电压额定或者两相电压跌落到零其余相的电压保持额定。通过PSCAD/EMTDC软件，对跌落补偿电路进行仿真研究，仿真波形验证了分析结果的正确性。 与其它电压跌落补偿装置相比较，本装置的优点明显，没有储能电容、没有变压器，使得本装置小巧灵活，体积小、造价低。最后，结合现有条件设计了一台简易的DySC装置。给出的实验波形验证了本设计方案的可行性。相信通过对其控制系统的进一步改进，它应能成为一种极具实用价值的产品。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1现代电力电子技术的发展与应用

1.2常见的电能质量问题

1.3电压跌落

1.3.1电压跌落的危害

1.3.2电压跌落的定义

1.3.3电压跌落的分类

1.4电压跌落的治理方法

1.5本文所做的工作

第2章 电压跌落检测方法研究

2.1电压跌落检测算法概述

2.1.1几种电压跌落检测算法介绍

2.1.2基于PARK变换的电压跌落检测算法

2.2基于PARK变换的单相电压跌落检测算法

2.2.1引言

2.2.2延时法

2.2.3求导法

2.3三相电压跌落检测系统

2.4本章小结

第3章 跌落补偿主电路原理分析

3.1电压跌落补偿方法概述

3.2单相电压跌落补偿原理

3.2.1主电路结构拓扑

3.2.2DySC电路的工作原理

3.2.3DySC电路的仿真研究

3.3三相电压跌落补偿电路的工作原理

3.3.1三相电压跌落补偿电路原理

3.3.2最大跌落补偿深度分析

3.3.3仿真研究

3.4本章小节

第4章 实验电路设计

4.1跌落发生器设计

4.2跌落补偿主电路设计

4.2.1逆变器设计

4.2.2LC滤波器设计

4.2.3双向交流开关

4.3控制电路设计

4.3.1输出电压瞬时值检测电路

4.3.2隔离放大电路

4.3.3PI调节器设计

4.3.4三角波生成电路

4.4本章小结

第5章 计算机仿真与实验结果

5.1单相DYSC电路仿真及波形

5.1.1滤波参数仿真

5.1.2跌落深度的仿真

5.2三相动态电压跌落补偿电路仿真及波形

5.3实验结果

第6章 结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致谢

附图