基于瞬时无功检测的快速投切无功补偿装置研究

论文摘要

随着电力电子技术的发展和工业自动化水平的不断提高，电力用户对供电质量和可靠性要求越来越高。目前，电力系统存在无功补偿容量不足，而系统中又存在不断增加的无功负荷，特别是冲击性无功负荷，不仅增加了损耗，而且严重影响了用户端的电能质量。目前的普通的机械投切器件投切电容的无功补偿装置已经不能满足工业现场对无功功率进行补偿的要求，尤其是存在电力谐波的工业场合，现有的无功补偿装置会造成谐波放大、系统共振等危害。论文讨论了目前无功补偿装置的现状及发展趋势，分析了现有无功补偿装置存在的问题，从而研究了一种改进型的TSC结构的无功补偿装置。根据该无功补偿装置性能和特点，论文首先研究了其主回路的拓扑结构和串联电抗器参数选择问题，深入研究了调谐电抗器和失谐电抗器的概念。其次，论文对投切器件进行了分析，对过零投切技术进行了研究，深入研究了功率检测的方法，研究了传统瞬时无功功率理论和广义瞬时无功功率理论及其应用。最后，论文研究了无功补偿装置的硬件设计和软件设计以及人性化设计，研究了几种无功电流检测的技术方案。根据实际的试验，改进型的无功补偿装置在投切速度和抑制谐波方面具有明显的优势。

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 无功补偿的内容和意义

1.3 无功补偿装置的介绍

1.3.1 无功补偿技术的现状

1.3.2 无功补偿技术发展方向

1.3.3 无功补偿装置简介

1.3.4 STATCOM 介绍

2 STATCOM 的基本原理

2.1 无功补偿方式

2.1.1 电网中常用的无功补偿方式

2.1.2 无功补偿装置容量的选取原则

2.1.3 负载无功功率的计算

2.2 STATCOM 电路的结构

2.3 STATCOM 的基本工作原理

3 电网中无功电流检测方法研究

3.1 传统无功功率理论的分析与研究

3.2 瞬时无功功率理论

3.2.1 狭义瞬时无功功率理论

3.2.2 广义瞬时无功功率理论

4 STATCOM 的控制策略

4.1 控制系统硬件设计

4.2 检测电路设计

4.3 控制系统软件设计

4.4 控制系统优化设计

5 投切器件及投切技术的分析与研究

5.1 传统投切器件的分析

5.2 电力电子投切器件的研究

5.2.1 IGBT 驱动电路

5.2.2 过零投切技术

5.2.3 电流输入电路的设计

6 无功补偿装置功能完善的研究

7 STATCOM 系统仿真

参考文献

致谢

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