有源電力濾波器是一種新型諧波，無功補(bǔ)償裝置。和傳統(tǒng)無源的補(bǔ)償裝置相比，有源電力濾波器具有很大的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)諧波，無功以及負(fù)序電流實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的補(bǔ)償。因此，有源電力濾波器得到了廣泛的研究，并開始進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的高速發(fā)展，以全數(shù)字化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的有源電力濾波器必將成為電力電子技術(shù)中新的研究熱點(diǎn)。 本論文闡述了諧波抑制的背景和目的以及國內(nèi)外諧波抑制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，深入分析、比較了目前常用的有源濾波器的結(jié)構(gòu)和工作原理，本論文探討了單相系統(tǒng)的諧波檢測算法的各種方案及其特點(diǎn)，選用負(fù)荷電流基波有功分量法對(duì)諧波電流進(jìn)行檢測。該方法結(jié)構(gòu)簡單，不僅適用于單相系統(tǒng)而且適用于三相系統(tǒng)。本文對(duì)單相有源電力濾波器進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì)，對(duì)各硬件部分實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了具體的介紹，并給出了實(shí)現(xiàn)原理圖。軟件設(shè)計(jì)部分給出了主要程序的設(shè)計(jì)流程圖。以上設(shè)計(jì)方案在MATLAB 仿真軟件包的SIMULINK 環(huán)境下進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果證實(shí)了本文設(shè)計(jì)的有源電力濾波器的正確性和諧波補(bǔ)償?shù)膶?shí)時(shí)性。 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812 DSP 控制的單相并聯(lián)型電力有源濾波器，研制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，對(duì)并聯(lián)型有源電力濾波器進(jìn)行了初實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本論文采用的負(fù)載電流基波有功分量算法能夠?qū)崟r(shí)，準(zhǔn)確地提取出諧波和無功分量，同時(shí)也表明，這種基于TMS320F2812 DSP 的單相有源電力濾波器具有優(yōu)良的諧波補(bǔ)償特性。
上傳時(shí)間： 2013-06-19
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隨著采煤自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，對(duì)煤礦井下供電系統(tǒng)可靠性、安全性和連續(xù)性的要求越來越高的要求，因此對(duì)礦用隔爆型高壓開關(guān)智能綜合保護(hù)系統(tǒng)的研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。隨著微機(jī)保護(hù)的發(fā)展，一些新的保護(hù)原理和方案，受到越來越多的關(guān)注，并逐步得到實(shí)際應(yīng)用。然而這些新方法在改善保護(hù)性能的同時(shí)也對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置的計(jì)算精度、速度和尋址空間等提出了更高的要求，因而也對(duì)構(gòu)成微機(jī)保護(hù)裝置的硬件平臺(tái)提出了更高的要求。針對(duì)以上問題本文提出了一種新的微機(jī)保護(hù)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了一種基于DSP 和單片機(jī)雙CPU 結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，并應(yīng)用于高壓開關(guān)裝置當(dāng)中DSP 作為主CPU 芯片主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和保護(hù)等功能，8051 作為從CPU 主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機(jī)對(duì)話功能。此雙核結(jié)構(gòu)具有并行工作，分工明確的優(yōu)點(diǎn)，既保證了繼電保護(hù)的速動(dòng)性，選擇性、靈敏性和可靠性，又實(shí)現(xiàn)了實(shí)施測量的高精度。 本文首先根據(jù)礦井高壓電網(wǎng)的實(shí)際情況，從理論上分析了礦井高壓電網(wǎng)常見故障的電氣特征，并參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定了相應(yīng)的保護(hù)原理和動(dòng)作指標(biāo)，尤其是針對(duì)礦井供電系統(tǒng)中普遍采用中性點(diǎn)不接地的情況，采用了“基于零序功率方向型”的選擇性漏電保護(hù)原理。然后分析了交流采樣、直流采樣方法的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了高壓防爆開關(guān)保護(hù)系統(tǒng)的采樣方式。 保護(hù)系統(tǒng)的硬件是實(shí)現(xiàn)保護(hù)原理的平臺(tái)，其穩(wěn)定性和可靠性直接影響到保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)。本微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)是基于DSP 和單片機(jī)的雙CPU 微機(jī)線路綜合保護(hù)測控裝置，DSP 的采用大大提高了保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)處理速度，雙CPU 結(jié)構(gòu)大大提高了裝置的可靠性。另外，該裝置不僅可以完成繼電保護(hù)功能，而且緊隨當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的需要，還可以完成測量、控制、數(shù)據(jù)通訊的功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通訊一體化。
標(biāo)簽： 隔爆型 保護(hù)系統(tǒng) 高壓開關(guān)
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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由于干式變壓器的優(yōu)良性能以及在特種場合下對(duì)干式變壓器的應(yīng)用需求，當(dāng)前我國干式變壓器市場空間廣闊，競爭激烈。但是目前國內(nèi)許多干式變壓器生產(chǎn)廠家仍然停留在手工設(shè)計(jì)計(jì)算階段，設(shè)計(jì)的效率低、周期長、人工成本高。干式變壓器原材料的上漲，也加大了廠家的制作成本。以研究、開發(fā)實(shí)用性干式變壓器CAD系統(tǒng)為目的，本文對(duì)該集成軟件的系統(tǒng)分析及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 首先，在總結(jié)干式變壓器手工設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，借鑒變壓器的通用優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，結(jié)合干式變壓器的特點(diǎn)，建立了干式變壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。以鐵芯直徑、窗高、內(nèi)線圈匝數(shù)、外線圈電流密度、內(nèi)線圈電流密度為變量，采用改進(jìn)遺傳算法對(duì)其進(jìn)行干式變壓器單機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)。該算法將模擬退火思想引入到遺傳算法的選擇機(jī)制中，解決了傳統(tǒng)遺傳算法過早收斂的問題。其與傳統(tǒng)遺傳算法優(yōu)化結(jié)果對(duì)比表明：新的算法收斂性較好，優(yōu)化效果較明顯，算法是成功的。并根據(jù)Appelbaum序貫分解法的基本思想，通過“共同變量”和“非共同變量”將系列中兼容的各規(guī)格變壓器聯(lián)系起來，得到系列變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型，然后使用改進(jìn)后的遺傳算法對(duì)中小型干式變壓器中套用同一個(gè)機(jī)座的系列優(yōu)化問題進(jìn)行了探討，并在此基礎(chǔ)上建立了干式變壓器系列優(yōu)化的軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。 其次，在軟件設(shè)計(jì)方面選用C++程序設(shè)計(jì)語言，采用Visual Basic進(jìn)行界面編寫，且運(yùn)用ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)了VB與AutoCAD軟件的連接。該設(shè)計(jì)不但能夠?qū)Ω墒阶儔浩鬟M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且添加了CAD制圖功能。本文對(duì)數(shù)據(jù)庫支撐的干式變壓器CAD系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究，詳細(xì)探討了該集成軟件的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。 最后，在各項(xiàng)性能指標(biāo)都滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，以SC9-50/10型號(hào)和SCB9-1250/10型號(hào)的干式變壓器為例進(jìn)行單機(jī)優(yōu)化，變壓器有效成本分別降低了2.83﹪和1.79﹪；以系列號(hào)SC9-50/10四個(gè)規(guī)格變壓器為例進(jìn)行系列優(yōu)化，分別按照不同的權(quán)重來進(jìn)行系列優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化方案1時(shí)，總成本下降了3.26﹪；優(yōu)化方案2時(shí)，總成本下降了3.1﹪。可見，達(dá)到了預(yù)期效果，干式變壓器成本有效降低。
標(biāo)簽： CAD 干式變壓器 優(yōu)化設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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礦井高壓電網(wǎng)多以6KV 供電為主，高壓防爆開關(guān)成為了井下供電系統(tǒng)的最為關(guān)鍵的設(shè)備之一。近年來，由于煤礦開采中因電氣保護(hù)失控而引發(fā)事故的增長，國家對(duì)井下供電系統(tǒng)的可靠性、安全性的要求越來越高，因而采用現(xiàn)代化新技術(shù)對(duì)礦井下高壓控制設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造和創(chuàng)新被提到了一個(gè)重要的高度。隨著微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，以單片機(jī)為核心的高壓開關(guān)智能綜合保護(hù)技術(shù)，能夠較好地完成對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行處理，增強(qiáng)和增加了保護(hù)的功能，其應(yīng)用對(duì)于提高供電質(zhì)量、保證人身安全、完善電網(wǎng)保護(hù)都具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)雙CPU 的保護(hù)控制系統(tǒng)，雙CPU 結(jié)構(gòu)就是采用16 位DSP(Digital SignalProcessing)芯片TMS320LF2407A 和增強(qiáng)型51 單片機(jī)STC89C58RD+進(jìn)行分工合作并行處理，前者作為從CPU 完成各種保護(hù)功能，后者作為主CPU 完成參數(shù)的整定、顯示、數(shù)據(jù)下放以及PROFIBUS 通訊擴(kuò)展。既能充分利用DSP 的高速數(shù)據(jù)處理性能，提高保護(hù)動(dòng)作特性； 同時(shí)，在不影響數(shù)據(jù)處理的情況下又?jǐn)U展了人機(jī)界面和總線通訊功能。 本文從理論上分析了礦井高壓電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的主要故障的電氣特征，并有針對(duì)性地提出了零序電流方向型選擇性漏電保護(hù)、相敏短路保護(hù)和絕緣監(jiān)視保護(hù)，然后分析了采樣原理和算法，確定了同步交流采樣和全波傅立葉算法相結(jié)合的采樣計(jì)算方法。此外，針對(duì)系統(tǒng)可能遇到的各種干擾，在硬件、軟件兩方面進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)。最后通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了系統(tǒng)對(duì)線路故障具有可靠的動(dòng)作特性。 該保護(hù)控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定、動(dòng)作可靠，簡單的按鍵操作和醒目的液晶顯示給工作人員帶來了極大方便，實(shí)現(xiàn)了檢測、保護(hù)、控制和通訊的一體化。 本課題是圍繞著天津市科技攻關(guān)立項(xiàng)項(xiàng)目“礦用高壓隔爆開關(guān)智能控制系統(tǒng)的開發(fā)”來進(jìn)行地研究。
標(biāo)簽： 開關(guān) 保護(hù) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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隨著工業(yè)電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)載越來越多，由此帶來的諧波公害越來越嚴(yán)重。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)諧波等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、有效地補(bǔ)償是目前急待解決的重要問題之一。消除諧波的方法是加裝濾波裝置。對(duì)高壓大容量諧波源國內(nèi)外目前主要是采用LC諧振型無源濾波器(PassivePowerFilter，PF)，這些濾波器還兼有無功和負(fù)序補(bǔ)償功能。盡管PF具有初期投資小、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，但其濾波效果受電力系統(tǒng)阻抗的影響較大，且只能消除特定次數(shù)的諧波，對(duì)于諧波次數(shù)經(jīng)常變化的負(fù)載濾波效果不好，還可能與系統(tǒng)發(fā)生串聯(lián)、并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使LC濾波器過載甚至燒毀。進(jìn)入80年代以后，隨著有源濾波技術(shù)的不斷深入和用戶對(duì)諧波問題的重視，以及電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率可關(guān)斷器件(GTR，GTO，IGBT等)的不斷進(jìn)步，有源電力濾波器(ActivePowerFilter，APF)作為抑制電網(wǎng)諧波、補(bǔ)償供電系統(tǒng)無功功率的新型電力電子裝置得到迅速發(fā)展，其中又以并聯(lián)型有源電力濾波器的使用最為廣泛。 本文以并聯(lián)型注入式混合有源濾波器為基礎(chǔ)，就其設(shè)計(jì)與應(yīng)用的幾項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)行了研究，論文主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1.就國內(nèi)外有源濾波器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展概況作了較為全面的綜述，介紹了目前研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。 2.研究了各型有源濾波器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，分析了其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 3.提出了一種適合大容量工程應(yīng)用的混合型濾波器結(jié)構(gòu)，結(jié)合工程實(shí)際完成了各組成部分的參數(shù)設(shè)計(jì)。 4.對(duì)各種諧波檢測算法進(jìn)行了比較研究，提出了一種準(zhǔn)確性較高、延時(shí)較短的新型檢測方法。 5.就APF中逆變器的PWM調(diào)制問題，提出了一種基于新的改進(jìn)規(guī)則采樣法的死區(qū)補(bǔ)償方法。
標(biāo)簽： 混合型 有源濾波 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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隨著電力電子裝置越加廣泛的投入使用,電能得到了更加充分的應(yīng)用,但是伴隨而來的是越來越多的非線性、沖擊性負(fù)載的投入使用,電網(wǎng)中諧波污染日益嚴(yán)重,在針對(duì)此類諧波抑制和無功補(bǔ)償裝置的研究中,電力有源濾波器APF得到了廣泛應(yīng)用. 與傳統(tǒng)無源濾波器比較,有源電力濾波器具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好,濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響等優(yōu)勢(shì).而APF所采用的諧波電流檢測方法,直接決定了諧波的檢測精度和跟蹤速度,是決定諧波補(bǔ)償特性的關(guān)鍵.本論文重點(diǎn)研究了諧波電流檢測方法. 在眾多有源濾波器的諧波及無功電流檢測算法中,基于三相瞬時(shí)無功功率理論的應(yīng)用最為廣泛.應(yīng)用此理論的i<,p>-i<,q>島檢測方法計(jì)算簡單,具有較好實(shí)時(shí)性,適合電流快速檢測的優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)也存在很多局限性. 本文首先通過分析、比較總結(jié)出各類APF的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性,系統(tǒng)地研究了有源電力濾波器的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù):諧波電流檢測和PWM信號(hào)發(fā)生器的控制策略；在此基礎(chǔ)上,針對(duì)在負(fù)載電流有較大突變時(shí)補(bǔ)償電路會(huì)產(chǎn)生較大畸變影響補(bǔ)償效果的問題,以及三相電壓畸變時(shí)i<,p>-i<,q>檢測法存在的誤差等問題,從基于DSP控制的三相四線制并聯(lián)型有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)出發(fā)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提出了一種改進(jìn)的i<,p>-i<,q>檢測法,在該檢測法中增加了平衡.APF直流側(cè)電容總電壓和上下電容電壓的閉環(huán)控制,以消除負(fù)載電流突變時(shí)產(chǎn)生的畸變；并采用一種新穎的基于低通濾波的A相正序電壓提取單元來代替原始的i<,p>-i<,q>檢測法的PLL鎖相環(huán),在三相電壓畸變情況下仍可以正確提取A相正序電壓,以精確檢測出諧波和無功電流. 最后通過MATLAB6.5對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明該算法能有效保證檢測效果的實(shí)時(shí)性和精確性,證明了該算法的可行性.
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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漏電是井下供電系統(tǒng)的主要故障形式，約占其總故障的70％左右，它不但導(dǎo)致人身觸電事故，還會(huì)形成單相接地，進(jìn)而發(fā)展成為相間短路，由此引發(fā)的電弧會(huì)造成瓦斯和煤塵爆炸。漏電保護(hù)器主要用來防止漏電火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡，因此得到廣泛應(yīng)用。 選擇性漏電保護(hù)是指當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生漏電故障時(shí)，能夠有選擇地發(fā)出故障信號(hào)或切斷故障支路電源，而非故障部分繼續(xù)工作。從而減小故障停電范圍，便于尋找漏電故障，縮短漏電停電時(shí)間，提高了供電的可靠性。 目前的礦井電網(wǎng)的選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)主要采用零序電流大小及零序電流方向保護(hù)原理，這種原理在某一線路遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于其他線路(即其分布電容與系統(tǒng)總的分布電容相差不大時(shí))的情況下較難滿足選擇性的要求，保護(hù)裝置可能發(fā)生拒動(dòng)現(xiàn)象，不能很好的完成保護(hù)的目的。 本文在對(duì)井下電網(wǎng)漏電故障理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，提出了以dsPIC30F4012為核心，基于附加直流電源檢測和零序功率方向的選擇性漏電保護(hù)方案，介紹了基于這種選擇性漏電保護(hù)方案的電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)裝置。該裝置在總饋電開關(guān)處的漏電保護(hù)裝置使用附加直流電源原理，在分支饋電開關(guān)處的漏電保護(hù)裝置使用零序功率方向式保護(hù)原理，并且采用速度更快的PROFIBUS協(xié)議現(xiàn)場總線及光纖傳輸技術(shù)，使該選擇性漏電保護(hù)裝置的動(dòng)作性能和抗干擾能力得到很大提升。
標(biāo)簽： 供電系統(tǒng) 漏電保護(hù) 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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三相電壓不平衡度是衡量電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。在三相系統(tǒng)中，引起電壓不平衡的主要原因是發(fā)電機(jī)的輸出電壓不平衡和負(fù)載不平衡兩方面，電壓不平衡比較嚴(yán)重時(shí)，會(huì)給系統(tǒng)帶來諸多危害。近年來，STATCOM因其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，電流諧波含量小，裝置體積小等優(yōu)點(diǎn)，在電壓不平衡補(bǔ)償中的應(yīng)用越來越廣。 首先本文研究了基于IGCT的STATCOM主電路。為了獲得更高的輸出電壓，通常需要將IGCT串聯(lián)使用。然而在器件串聯(lián)使用時(shí)，由于其特性的差異會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)電壓分配不均衡，導(dǎo)致個(gè)別器件上產(chǎn)生過電壓而威脅器件的安全，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀器件。因此需要采用均壓電路來保證串聯(lián)結(jié)構(gòu)中電壓的平均分配。本文重點(diǎn)對(duì)IGCT串聯(lián)均壓電路和緩沖電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在分析串聯(lián)均壓電路的同時(shí)，計(jì)算了吸收電容和吸收電阻的取值范圍。而后，對(duì)緩沖電路進(jìn)行了Pspice仿真，通過仿真驗(yàn)證了均壓電路的工作效果。結(jié)果表明，吸收電容和吸收電阻的取值合適，能夠?qū)GCT的串聯(lián)運(yùn)行起到很好的保護(hù)作用。本文還對(duì)100Kvar/660VSTATCOM的主電路進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)IGCT的型號(hào)和各主要元件進(jìn)行了選擇。 本文重點(diǎn)研究了不平衡系統(tǒng)中STATCOM的控制策略。建立了基于IGCT的STATCOM的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)STATCOM的電流暫態(tài)模型，對(duì)電流電壓進(jìn)行序分解，并做D—Q坐標(biāo)變換，建立STATCOM在靜止坐標(biāo)系下的正、負(fù)序數(shù)學(xué)模型。基于建立的負(fù)序模型，研究STATCOM在不平衡情況下的控制策略，本文采用無差拍控制方法；根據(jù)實(shí)際補(bǔ)償時(shí)遇到的問題：收斂速度慢、依賴固定的負(fù)載模型、魯棒性差等，對(duì)無差拍控制方法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。該優(yōu)化方法在傳統(tǒng)無差拍的基礎(chǔ)上引入了參考電流觀測器和狀態(tài)觀測器；文中具體設(shè)計(jì)了這個(gè)改進(jìn)無差拍控制器和其相關(guān)電路。經(jīng)分析與仿真驗(yàn)證了本文提出的優(yōu)化控制方法，將該方法應(yīng)用于STATCOM不平衡補(bǔ)償器，取得了良好的不平衡補(bǔ)償性能、快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和良好的魯棒性。
上傳時(shí)間： 2013-06-05
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作為新一代直流輸電技術(shù)，基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)取得了飛速的發(fā)展，并已在新能源發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)非同步互聯(lián)、無源系統(tǒng)供電、無功補(bǔ)償?shù)葓龊系玫綄?shí)際工程應(yīng)用。在我國，VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術(shù)的數(shù)學(xué)建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創(chuàng)新性成果如下： 1．建立了系統(tǒng)標(biāo)么值模型，分析了VSC-HVDC的運(yùn)行原理和穩(wěn)態(tài)功率特性。明確了系統(tǒng)主電路參數(shù)對(duì)運(yùn)行特性的影響，在此基礎(chǔ)上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)方法。 2．設(shè)計(jì)了一種基于無差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對(duì)控制系統(tǒng)存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現(xiàn)象和離散采樣時(shí)間延遲問題，提出了相應(yīng)的解決方法，推導(dǎo)了其電流內(nèi)環(huán)控制器與功率外環(huán)離散控制器的設(shè)計(jì)原則。 3．推導(dǎo)了換流站網(wǎng)側(cè)與VSC交流側(cè)功率節(jié)點(diǎn)以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時(shí)功率方程，在此基礎(chǔ)上提出了一種換流站網(wǎng)側(cè)功率節(jié)點(diǎn)控制并補(bǔ)償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略，設(shè)計(jì)了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)dq軟件鎖相環(huán)在電壓不平衡時(shí)鎖相速度慢的缺點(diǎn)，提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應(yīng)dq鎖相環(huán)，提高了不平衡控制算法的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)特性。 4．對(duì)VSC閥在交流電網(wǎng)低電壓故障下的過流現(xiàn)象進(jìn)行分析并提出了一種考慮正負(fù)序分量影響的指令電流限制器，保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性，在此基礎(chǔ)上提出一種結(jié)合正負(fù)序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網(wǎng)低電壓穿越控制方法，從而解決交流電網(wǎng)低電壓故障時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定與VSC過流問題。 5．在分析現(xiàn)有VSC-HVDC拓?fù)涞幕A(chǔ)上，從降低電力電子器件直接串聯(lián)數(shù)目、器件開關(guān)頻率和簡化主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個(gè)方面出發(fā)，將傳統(tǒng)直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結(jié)構(gòu)引入VSC-HVDC系統(tǒng)，并針對(duì)該模塊級(jí)聯(lián)式拓?fù)涮岢鲆环N系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與模塊獨(dú)立運(yùn)行相結(jié)合的新型控制策略。針對(duì)該拓?fù)湎滤投苏敬嬖诘母髂K直流側(cè)電容電壓均衡問題，提出了一種基于有功分量調(diào)節(jié)的直流側(cè)電壓控制方法。
上傳時(shí)間： 2013-06-03
上傳用戶：lw4463301
在能源枯竭與環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的今天，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為綠色可再生能源的一個(gè)重要途徑。雙饋電機(jī)變速恒頻(VSCF)發(fā)電是通過對(duì)轉(zhuǎn)子繞阻的控制來實(shí)現(xiàn)的，而轉(zhuǎn)子回路流動(dòng)的功率是由發(fā)電機(jī)運(yùn)行范圍所決定的轉(zhuǎn)差功率，因而可以將發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速設(shè)定在整個(gè)運(yùn)行范圍的中間。如果系統(tǒng)運(yùn)行的轉(zhuǎn)差率范圍為±30％，則最大轉(zhuǎn)差功率僅為發(fā)電機(jī)額定功率的30％，因此交流勵(lì)磁變換器的容量可大大減小，從而降低成本。該變換器如果加上良好的控制策略，則系統(tǒng)運(yùn)行將具有優(yōu)越的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行性能，非常適用于風(fēng)能這種隨機(jī)性強(qiáng)的能源形式。本文對(duì)變速恒頻雙饋機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的若干關(guān)鍵技術(shù)，如空載柔性并網(wǎng)、帶載柔性并網(wǎng)、解列控制、最大功率點(diǎn)跟蹤、電網(wǎng)電壓不平衡運(yùn)行、低電壓故障穿越等問題進(jìn)行了深入研究，論文的主要工作如下： 根據(jù)交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行特點(diǎn)，將電網(wǎng)電壓定向的矢量控制方法應(yīng)用在雙饋發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)發(fā)電控制上。研究了一種基于電網(wǎng)電壓定向的雙饋機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電柔性并網(wǎng)控制策略，在變速條件下實(shí)現(xiàn)無電流沖擊并網(wǎng)和輸出有功、無功功率的解耦控制，建立了交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)柔性并網(wǎng)及穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的控制模型，對(duì)柔性并網(wǎng)及其逆過程的解列分別進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。 提出了一種以向電網(wǎng)輸送凈電能最多為目標(biāo)的最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略，在不檢測風(fēng)速情況下，能夠自動(dòng)尋找并跟隨最大功率點(diǎn)，且不依賴風(fēng)力機(jī)最佳功率特性曲線，提高了發(fā)電系統(tǒng)的凈輸出能力，具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本控制策略的正確性和有效性。 對(duì)網(wǎng)側(cè)變換器分別進(jìn)行了幅相控制和直接電流控制策略的研究。結(jié)果表明：幅相控制策略簡單實(shí)用，可以得到正弦波電流，且波形諧波小，實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)運(yùn)行，但響應(yīng)速度相對(duì)較慢；而直接電流控制策略具有網(wǎng)側(cè)電流閉環(huán)控制，使網(wǎng)側(cè)電流動(dòng)、靜態(tài)性能得到提高，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的不敏感，增強(qiáng)了電流控制系統(tǒng)的魯棒性，但算法相對(duì)復(fù)雜。 在電網(wǎng)不平衡條件下，如果以傳統(tǒng)的電網(wǎng)電壓平衡控制策略設(shè)計(jì)PWM整流器，會(huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)不正常的運(yùn)行狀態(tài)。為了提高三相PWM整流器的運(yùn)行性能，本文對(duì)電網(wǎng)電壓不平衡情況下三相PWM整流器運(yùn)行控制策略進(jìn)行了改進(jìn)，研究了消除負(fù)序電流和抑制輸入功率二次諧波的控制策略，實(shí)現(xiàn)了線電流正弦、負(fù)序輸入電流為零及總無功功率輸入為最小的目標(biāo)。 為了提高VSCF風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行能力，本文對(duì)電網(wǎng)故障時(shí)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越控制(LVRT)進(jìn)行了研究，在不改變系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的情況下，通過改變勵(lì)磁控制策略來實(shí)現(xiàn)LVRT；在電網(wǎng)故障時(shí)使電機(jī)和變換器安全穿越故障，保持不脫網(wǎng)運(yùn)行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
標(biāo)簽： 變速恒頻 雙饋 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-07-09
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