静止同步补偿器的补偿指令电流检测研究

论文总字数：14870字

摘 要

电力电子装置接入电力系统，给传统电网带来了巨大影响。各种整流装置、变频调速装置、电力机车等非线性、不平衡负载会导致畸变、三相不平衡等问题，但是由于一些新型的用电设备对电能质量的要求较高，所以说目前提高电能质量的要求非常急迫，已经成为了电网领域的热点研究方向。STATCOM（静止同步补偿器）能够同时解决电网中的谐波电流、无功电流和三相不平衡，通过控制换流器输出电压来控制其输出电流，实现动态、实时补偿。STATCOM补偿电流指令是否准确、实时直接影响补偿效果，因此，开展补偿电流指令获取策略的研究具有重大意义。本文针对基于瞬时无功功率理论的传统 STATCOM 补偿指令电流检测方法进行深入研究。

首先，对 STATCOM 的电路基本结构和工作原理进行了深入的研究，并引出关于 STATCOM 补偿指令电流的定义，为研究其补偿指令电流检测方法奠定理论基础。

然后，分析矢量坐标变换原理，在此基础上深入研究传统STATCOM 补偿指令电流检测方法的两种经典方法 p-q 检测方法和ip-iq检测方法的原理。

最后，搭建STATCOM仿真模型和非线性负载模型，验证了指令电流获取策略的有效性。

关键词：静止同步补偿器；补偿指令电流;检测

Research on Compensation command current of STATCOM

Abstract

The access of power electronic devices to the power system has a huge influence,especially on the traditional power field. All kinds of rectifying devices, variable-frequency speed regulating devices, electric locomotives and other non-linear and unbalanced loads will lead to distortion, three-phase imbalance and other problems. However, some new electric equipment are more and more strict with the power quality. Therefore, in the field of electrical system,the power of quality control has become one of most popular research spots . STATCOM (static synchronous compensator) can solve the problems of reactive current ,harmonic current and three-phase imbalance in the power grid at the same time. By controlling the output voltage of converter, it can realize dynamic and real-time compensation and control its output current. Whether STATCOM of compensation current instruction is accurate directly has a huge influence on compensation. Therefore, it is very important to research.This paper studies the current detection method based on the traditional STATCOM compensation instructions based on instantaneous reactive power theory.

Firstly,the basic structure and working principle of STATCOM is studied deeply, and pointed out the definition of STATCOM compensation reference current,which lays a theoretical foundation for the study of STATCOM compensation reference current detection method.

Secondly,the principle of vector coordinate transformation is analyzed.Based on this,the principle of the two classical methods of STATCOM compensation reference current detection p-q and ip-iq detection is further studied.

Finally, the STATCOM simulation model and nonlinear load model are constructed to verify the effectiveness of the command current acquisition strategy.

Keywords：Static Synchronous Compensator，Compensation command current, Detection

目录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1研究背景及其意义 1

1.2提高电能质量现状 1

1.3无功补偿装置的发展 2

1.4小结 3

第二章 STATCOM 的初步了解 4

2.1 STATCOM的概念 4

2.2 STATCOM的工作原理 4

2.3 STATCOM的优缺点 6

2.4小结 7

第三章 指令电流的获取 9

3.1补偿指令电流获取策略 9

3.2现有STATCOM指令电流获取策略的优缺点 14

3.3小结 14

第四章 系统仿真模型 15

4.1数学模型的搭建 15

4.2验证STATCOM指令电流获取策略 17

4.3小结 20

第五章 总 结 21

致 谢 22

参考文献 23

1. 绪论

1.1研究背景及其意义

目前，我国电网的智能化建设正在全面进行，随着电力电子装置接入电力系统，给传统电网带来了巨大影响。各种整流装置、变频调速装置、电力机车等非线性、不平衡负载会导致畸变、三相不平衡等问题。并且一些新型的用电设备对电能质量的要求越来越高，所以说，目前电能质量治理成为电气工程领域的研究热点之一。智能电网必须能有效提高电力系统的安全性和可靠性，避免事故发生和扩大，要检测各种扰动并实行补偿，实现自我修复。通过研究发现，STATCOM（静止同步补偿器）能够同时解决电网中的谐波电流、无功电流和三相不平衡，通过控制换流器输出电压来控制其输出电流，实现动态、实时补偿。本文主要基于STATCOM对于整个电力系统的修复能力的研究，由于STATCOM补偿电流指令是否准确、实时直接影响补偿效果，这对电网自我修复能力的影响很大，因此开展补偿电流指令获取策略的研究具有重大意义。

未来建设全面稳定安全可靠的智能电网，电力电子技术发挥着越来越大的作用，电力系统开始变得日益电力电子化。由于大量的电力电子装置被接入电网，这些设备产生的电能质量污染，冲击着传统电网。一方面，我国工业化水平日益提高，各种新型的用电设备对电能质量的要求愈加严格，低劣的电能质量将会导致生产线不能按照设定运转，产品质量将会下降，严重时会甚至会引发断电事故，这将会给国民经济造成巨大损失。另一方面，各种整流装置、变频调速装置、动车高铁等非线性、不平衡的负载大量增加，这些因素将造成电流发生严重畸变、电网中大量无功电流远距离传输、系统三相严重不平衡等问题。近20年来，由于电能质量低劣导致的事故经常发生，因电能质量造成我国经济损失也在逐年增加，同时也带来非常严重的安全隐患，因此开展补偿电流指令获取策略的研究具有重大意义，对提高电网电能质量具有重大意义。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：14870字