具有不平衡負(fù)載的功率因數(shù)補(bǔ)償策略的研究_圖文

1、 具有不平衡負(fù)載的功率因數(shù)補(bǔ)償策略的研究作者:王慧波, 王云亮, Wang Huibo, Wang Yunliang作者單位:天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,天津,300191刊名: 電氣自動(dòng)化英文刊名:ELECTRICAL AUTOMATION年,卷(期:2008,30(2引用次數(shù):0次參考文獻(xiàn)(6條1.H.Akagi.Y.Kanazawa.Namba A Generalized Theory of the Instantaneous Active and.Reactive Power in Thlee-Phage Circuits 19832.Akagi H.Kanazawa Y.Nabae A

2、Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage component 1984(203.Maur lcio Aredes.Klemens Heumann Three-Phase Four-Wire Shunt Actire Filter Control Strategies1997(24.卓放.王躍.王兆安.Wang Zhaoan三相四線制電路中的瞬時(shí)無(wú)功功率及有源電力濾波器期刊論文-電工技術(shù)雜志 2001(45.羅萍.李肇基.陳光(踽三相四線制系統(tǒng)下電流諧

3、波和無(wú)功功率的檢測(cè)與補(bǔ)償期刊論文-電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)2003(16.王兆安.楊君.劉進(jìn)軍諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償 1998相似文獻(xiàn)(1條1.學(xué)位論文王濱低壓四橋臂靜止同步補(bǔ)償器研究2008靜止同步補(bǔ)償器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛,起到了提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)、消除高次諧波的作用,顯著提高了電網(wǎng)的供電品質(zhì),減小了饋電線路的線路損耗。目前靜止同步補(bǔ)償器主要應(yīng)用于高壓大容量的場(chǎng)合,在民用建筑中低壓小容量的供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用還不多見。本文試圖針對(duì)民用建筑中大量存在的變配電所研制一種系統(tǒng)電壓為380/220V、容量在100lkvar及以下的靜止同步補(bǔ)償器。由于民用建筑中低壓供電系統(tǒng)包含大量的照明負(fù)荷和電熱負(fù)

4、荷,由單相供電,因此通常都是三相不平衡的,因此,這種靜止同步補(bǔ)償器必須具有在不平衡供電系統(tǒng)正常工作的能力,并且除了補(bǔ)償不平衡低壓配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功、濾除高次諧波之外,還應(yīng)起到平衡三相電流的作用。本文提出了采用直接電流控制的靜止同步補(bǔ)償器設(shè)計(jì)方案。工作和結(jié)論如下:本文所提出的靜止同步補(bǔ)償器可以應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)三相不平衡無(wú)功負(fù)載的補(bǔ)償,具有消除部分低階的高次諧波、消除電源側(cè)零序電流的功能。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有靜止同步補(bǔ)償器主電路結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析,選擇了以四橋臂變流器作為這種補(bǔ)償器的主電路,建立了四橋臂靜止同步補(bǔ)償器的數(shù)學(xué)模型,在該模型的基礎(chǔ)上確定了主回路的電流雙滯環(huán)電流控制方法。四橋臂變流器的特點(diǎn)是除了三個(gè)相線有

5、各自的控制回路之外,還增加了對(duì)中性線的控制回路。研究了各種補(bǔ)償電流檢測(cè)方法,選擇了基于廣義瞬時(shí)無(wú)功理論的無(wú)功及諧波電流檢測(cè)方法。這種檢測(cè)方法與其他檢測(cè)方法相比,在電壓波形也發(fā)生畸變的情況下,仍然保持良好的測(cè)量精度,生成給定電流指令。針對(duì)四橋臂變流器提出了一種對(duì)輸出無(wú)功電流進(jìn)行直接控制的控制策略并做了相關(guān)理論分析,這種方法基于非奇異坐標(biāo)變換,將三相電流和三相電壓變換到0直角坐標(biāo)系,以更加明確的方式給出無(wú)功電流、有功電流以及零線電流,再進(jìn)行逆變換,確定各相補(bǔ)償電流和零線補(bǔ)償電流的給定值。由于電容直流電壓的大小直接影響補(bǔ)償電流對(duì)補(bǔ)償電流參考值的跟蹤能力,本文采用給定補(bǔ)償電流相位平移的方法,使變流器在

6、產(chǎn)生無(wú)功電流和高次諧波的同時(shí)也產(chǎn)生可控的少量有功電流來(lái)補(bǔ)充損耗,維持電容電壓,而其控制回路則采用PI調(diào)節(jié)器對(duì)變流器直流側(cè)電壓進(jìn)行控制。本文在所建立的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對(duì)主電路和控制回路的性能,作了較為詳細(xì)地分析,在研究過(guò)程中根據(jù)研究結(jié)果對(duì)系統(tǒng)作了多處改進(jìn)。發(fā)表在本文中的結(jié)果是良好的,系統(tǒng)是能控的,穩(wěn)定性是良好的,誤差很小,這在模擬試驗(yàn)的結(jié)果中可以看出來(lái)。在研究的過(guò)程中,對(duì)系統(tǒng)的重要元器件進(jìn)行了計(jì)算,列出了參數(shù)的計(jì)算過(guò)程和計(jì)算結(jié)果。這些計(jì)算結(jié)果使研究過(guò)程達(dá)到了擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的深度。在研究過(guò)程中尤其是末期,在MATLAB上對(duì)系統(tǒng)作了仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該靜止同步補(bǔ)償器具有較好的補(bǔ)償不平衡系統(tǒng)無(wú)功功率的性能,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)令人滿意,并且能夠有效地濾除系統(tǒng)中低階的高次諧波電流和零序電流。作為區(qū)別其他補(bǔ)償器的特色,盡管三相負(fù)荷具有顯著的不平衡狀態(tài),加入補(bǔ)償器之后,電源端顯示出良好的平衡狀態(tài),零序電流基本被消除了。學(xué)位論文完成后,作為超出了學(xué)位論文的要求繼續(xù)研究的一部分,曾致力于將一臺(tái)22kW的變頻器改造為本文提出的靜態(tài)同步補(bǔ)償器,目前尚未完成。民用建筑