高德变电站谐波形成机理及抑制

高德变电站谐波形成机理及抑制

论文摘要

随着我国经济的快速发展,广大用户对电能质量的要求日益提高,与此同时,电力系统中大量的非线性、冲击性和不平衡负荷不断增加,使得电能质量变差,尤其是谐波的危害日益严重,影响了电网安全、经济运行。配网静态同步补偿器D-STATCOM,可以实现无功补偿、谐波治理以及平衡负荷等功能,研制工业化的D-STATCOM装置可以改善电能质量,达到综合治理的目的,因而成为DFACTS技术发展的重要方向,也为电网安全稳定运行提供了一条新的途径。本文致力于D-STATCOM的工业化产品研制和降低装置损耗的优化设计。本文对谐波形成机理进行了探讨,对高德变电站10kVI段母线及各出线进行了谐波测试和分析,结合现有的工程条件,选择配网静态同步补偿器D-STATCOM作为谐波抑制措施。本文建立了针对三相三线制系统的等效系统,推导出了abc空间的直接脉冲发生算法。首先对负荷电流进行检测,利用瞬时无功理论算出补偿后的系统侧参考电流,两者之差即为装置输出的期望电流,即可求解装置输出的期望电压,然后直接在abc坐标下求解开关元件的导通时间,得到需要的PWM脉冲。该算法需测量线电压和相电流,不受三相不平衡影响,易于现场测量的实现,计算量比SVPWM方法大大减少,有利于数字控制系统的实现,结果同时表明D-STATCOM对谐波能有效抑制。通过对电抗器的优化设计和改进IGBT开关时序,降低了装置的运行损耗。本文对所研制的三桥臂D-STATCOM,分别进行了模拟实验和现场试运行。在高德变电站的主要谐波源石化厂配电网中投入试运行。实验结果表明,该装置能有效抑制谐波和补偿无功,符合国家标准规范要求,基本满足工业化的需要。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 电网谐波现状
  • 1.2 几种常见的谐波抑制方式
  • 1.3 D-STATCOM装置
  • 1.4 论文的主要内容
  • 第二章 谐波的形成机理及测试分析
  • 2.1 谐波的产生
  • 2.2 谐波源分析
  • 2.3 测试分析
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 补偿原理及控制算法
  • 3.1 D-STATCOM补偿原理
  • 3.2 等效系统
  • 3.3 基于等效系统的控制方法
  • 3.4 小结
  • 第四章 装置的设计
  • 4.1 装置参数设计
  • 4.2 主电路参数设计
  • 4.3 串接电抗器的优化设计
  • 4.4 IGBT开关时序的优化设计
  • 4.5 控制电路功能模块划分
  • 4.6 控制软件设计
  • 4.7 小结
  • 第五章 在石化厂的应用效果评估
  • 5.1 石化厂负荷特征
  • 5.2 谐波治理效果
  • 5.3 无功补偿效果
  • 5.4 结论
  • 5.5 小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间发表的学术论文与研究成果
  • 相关论文文献

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