软开关技术在D-STATCOM主电路中的应用研究

论文摘要

配电网系统中,由于电感元件、电容元件及非线性元件的存在,使电网中存在大量的无功功率和各次谐波,不仅增加了电网损耗,而且威胁到了电网安全运行。D-STATCOM的出现很好的解决的配电网中存在无功和谐波的问题,提高了系统的静态、动态和暂态稳定性,加强了功率振荡阻尼,稳定了电网,因此D-STATCOM在电力系统中的应用也将越来越广泛,但是作为到大功率电力电子装置,D-STATCOM同样存在着功率开关器件开关损耗大,冲击电流、冲击电压过大,电磁干扰严重等问题,如何解决这一问题显的尤为重要了。软开关技术的出现为解决这一问题提供了思路,软开关技术通过附加开关器件或辅助电感电容器件,使大功率开关器件过零关断导通,减小了关断导通过程中电压与电流的重叠,大大降低了开关损耗,进而减小了冲击电流冲击电压,减小了电磁干扰。本文将对软开关技术使用到D-STACOM展开讨论,首先介绍软开关的种类和基本电路结构,然后深入分析D-STATCOM主电路的主电路的数学模型,给出了主电路参数的计算方法,并对其进行仿真,最后,讨论适合DSTATCOM主电路结构的软开关技术,并对其进行仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 软开关技术研究的意义
• 1.2.1 硬开关变换器的局限性
• 1.2.2 软开关技术的优点和现实意义
• 1.3 主要的软开关装置和工作原理
• 1.3.1 全谐振变换器
• 1.3.2 准谐振变换器和多谐振变换器
• 1.3.3 零开关PWM 变换器
• 1.3.4 零转换PWM 变换器
• 1.3.5 无源无损缓冲电路
• 1.4 课题主要研究内容
• 第2章 D-STATCOM 主电路的研究
• 2.1 D-STATCOM 原理
• 2.2 主电路的数学模型
• 2.3 主电路功率开关器件的选择
• 2.4 主电路结构拓扑
• 2.5 D-STATCOM 主电路的参数的设计
• 2.5.1 主线路容量的计算
• 2.5.2 直流侧参数的设计
• 2.5.2.1 直流电压的选择
• 2.5.2.2 直流侧电容的计算
• 2.5.3 电抗器的电感值计算
• 2.6 IGBT 驱动电路的设计
• 2.6.1 栅极正偏压
• 2.6.2 栅极负偏压
• 2.6.3 栅极电阻RG
• 2.7 IGBT 保护电路设计
• 2.7.1 过流保护
• 2.7.2 过压保护
• 2.7.2.1 集射极过电压
• 2.7.2.2 栅射极过电压
• 2.7.3 过热保护
• 2.8 本章小结
• 第3章 D-STATCOM 的设计与MATLAB 仿真
• 3.1 D-STATCOM 主电路结构的选取
• 3.2 D-STATCOM 主电路参数的计算
• 3.3 D-STATCOM 的控制方法
• 3.3.1 D-STATCOM 电流跟踪控制方法
• 3.3.2 D-STATCOM 电流检测方法
• 3.4 D-STATCOM 的MATLAB 仿真
• 3.4.1 控制部分检测单元
• 3.4.2 负荷仿真模型
• 3.4.3 主电路变流桥
• 3.4.4 MATLAB 仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 含软开关三相逆变器的研究
• 4.1 DC 环节谐振逆变器
• 4.2 极谐振逆变器
• 4.3 无源软开关三相逆变器
• 4.4 本章小结
• 第5章 含软开关D-STATCOM 主电路的研究与仿真
• 5.1 引言
• 5.2 含软开关D-STATCOM 主电路结构和工作模式理论分析
• 5.3 含软开关D-STATCOM 主电路的仿真
• 5.3.1 控制方法
• 5.3.2 仿真参数
• 5.3.3 系统电源仿真模型
• 5.3.4 仿真结果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作的展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 致谢
• 详细摘要