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随着经济的飞速发展,我国的用电负荷逐年增加,特别是冲击性、非线性负荷容量的不断增长和电力系统向大电网、高电压和远距离输电发展,给电力系统的安全运行带来了新的问题,波形畸变和电网电压跌落的现象时有发生,这对电能质量提出较高的要求。本文针对动态电压波动补偿器,在补偿器建模与参数选取、基于瞬时无功的控制算法、EMTP建模与仿真等方面展开了细致研究,所做主要工作如下:
(1)背景分析
随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,社会对电能的需求量不断扩大,电力负荷高速增长,电压跌落作为电能质量的一个重要方面备受关注。对提高电压稳定所采取的措施和设备进行详细比较,研究新型动态电压波动补偿装置的优势、特点以及意义,针对传统设备的不足,本文提出了一种动态电压波动补偿器。
(2)DVFC建模与参数选取
研究动态电压波动补偿器的工作原理。本文设计了动态电压波动补偿器的结构,提出了单相、三相变流器的拓扑,建立了基本电路模型。同时,根据理论分析、经验指导以及仿真研究,针对主电路的各部分,包括直流母线(含直流电容器)、缓冲吸收回路、预充电电路、输出电抗器、滤波电路以及冷却系统的参数选择进行了研究。为接下来的控制策略和将来的实物搭建奠定了基础。
(3)基于瞬时无功理论的控制算法研究
从补偿与控制的基本原理出发,分析并且提取了实现控制目标所需的特征信息。分别提出了基于直流侧电压稳定的有功电流检测算法和基于瞬时无功理论的无功功率及谐波检测算法,介绍了综合控制算法的框图。
(4)EMTP仿真计算
采用EMTP软件对单相及三相动态电压波动补偿器展开细致的仿真计算。对于单相DVFC系统,详细计算了其对于直流侧电压稳定、无功功率补偿、谐波抑制和电压跌落补偿等各方面目标的控制与补偿效果,并且设置波动性负荷,进行了综合的波形分析。对于三相DVFC系统,针对三相不对称情况进行了综合控制算法的验证。结果表明三相系统能够**平衡三相电流,补偿负序分量和各次谐波。
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