文档介绍：硕士学位论文
级联 H 桥型静止同步无功补偿器
控制方法的研究
CONTROL TECHNIQUE OF CASCADED H
BRIDGE STATIC SYNCHRONOUS REACTIVE
COMPENSATOR
罗丹
哈尔滨工业大学
2010 年 6 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
级联 H 桥型静止同步无功补偿器
控制方法的研究
硕士研究生:罗丹
导师:纪延超教授
申请学位:工学硕士
学科:电气工程
所在单位:电气工程及自动化学院
答辩日期:2010 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index:
:
Dissertation for the Master Degree in Engineering
CONTROL TECHNIQUE OF CASCADED H
BRIDGE STATIC SYNCHRONOUS REACTIVE
COMPENSATOR
Candidate: Luo Dan
Supervisor: Prof. Ji Yanchao
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Electrical Engineering
Affiliation: School of Electrical Engineering
and Automation
Date of Defence: June, 2010
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
近年来,随着电网容量的增加,人们对电力供电品质要求也不断提高,柔
性交流输电系统(FACTS)作为一项能有效改善电能质量的新技术,得到飞速发
展。静止同步补偿器()由于其先进的控制性能和良好的补偿效果,
已经成为 FACTS 装置研制的热点和无功补偿的发展趋势。
本文研究的对象是级联 H 桥型,它避免了变压器多重化结构造
成的价格昂贵、体积庞大、损耗大以及变压器的铁磁非线性等问题,同时与其
他多电平逆变器相比还具有结构简单,所需器件少,易于实现模块化设计和封
装等一系列优点。首先对 的无功补偿原理进行深入的分析,并对
不同接入方式下级联 的阀组结构进行特性分析和比较,通过
MATLAB 仿真进行了验证。
文中在对载波调制方法的原理进行分析基础上,通过数学分析和仿真验证
分别对三种调制方法进行对比分析。将载波相移 PWM 的两种调制方法应用到
级联 中,对其电容电压波动特性进行研究。得出双极性 PS-PWM
比单极倍频 PS-PWM 产生的电容电压波形更复杂,谐波含量更多,各个桥电
容电压不平衡程度更大。
级联 H 桥型 最大特点就是每个单相逆变桥的直流侧均具有独
立的电容,该结构给级联 带来显著优点的同时也带来了问题。所
以对电容电压的波动情况和影响电容电压平衡的因素进行了研究,并提出了一
种新的基于电压冗余状态的直流侧电容电容平衡控制方法。该方法将电容电压
平衡控制与 系统控制独立出来,算法简单,扩展和实现方便,而
且不影响输出电压波形,不增加开关频率。仿真分析证实了该方法的正确性和
有效性。
在仿真的基础上,建立了一台以 DSP 为平台的实验样机。主要研究了主
电路、驱动电路以及 DSP 的软硬件设计和实现。最后在样机上进行了载波相
移两种调制方法的对比实验和 无功补偿能力的验证实验,实验结
果证明了理论及仿真分析的正确性。
关键词:静止同步无功补偿器;级联 H 桥;载波相移脉宽调制;电容电压平
衡控制
I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
With the constant increase of work capacity and raised
requirement of electric power quality, flexible AC transmission