三相STATCOM指令电流获取策略仿真研究开题报告

 2022-09-29 11:47:32

1. 研究目的与意义

电力电子技术在电能转换与控制方面的快速发展使得大量的电力电子装置接入电力系统中,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,而一些新型的用电设备对电能质量愈加严格,因此,电能质量治理是目前电气工程领域的研究热点之一。因电能质量问题给我国造成的经济损失也在逐年增加,大型生产设备的数量和设备的单机容量不断增加,冲击性非线性负荷多,传统工业领域电能质量问题仍突出。电弧炉、变频器、冲击负荷等电力电子设备的大规模使用不仅会造成电网三相电压不平衡以及电流畸变,严重影响供用电质量,也给生产造成很大的危害和安全隐患。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。

2. 课题关键问题和重难点

了解当今无功补偿装置的发展现状和无功补偿装置的类型,进行详细分析后得出其的优缺点。然后对STATCOM的工作原理进行详细分析,并通过分析得出STATCOM指令电流获取策略的优点、缺点以便于设计出最好STATCOM的指令电流获取策略。

STATCOM 的补偿性能是由补偿指令电流的控制算法决定,而对补偿指令电流的准确、实时地检测是STATCOM能否按预期有效地进行补偿无功、抑制谐波和补偿不平衡的重要因素。因此STATCOM补偿指令电流检测所采用的技术和方法是本课题的关键。掌握STATCOM补偿指令电流的检测方法,并了解各种方法的优缺点,确定最优检测技术。

利用 MATLAB 仿真工具搭建负载模型,关键问题就是如何模拟非线性负载,不平衡负载,冲击性负载等,从而验证指令电流获取策略的有效性。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

谐波治理装置和无功补偿装置是基于不同性能的电力电子装置,这两个问题相互独立而又紧密相连。没有谐波存在时,无功功率是根据其传统的功率概念进行定义的;谐波存在时,谐波也会对无功功率产生一定的影响[1]。系统中一些非线性负荷在工作过程中产生谐波的同时,也会消耗大额的无功功率,通常治理谐波的装置也能同时补偿无功功率。因此,详细分析谐波与无功功率对电网电能质量的影响,并采取同时兼顾治理谐波与补偿无功功率的方式进行研究,对提高电力系统电能质量奠基了重要的基础[2]

上世纪80年代中期,著名电力专家N.G.Hingorani博士首次提出了灵活交流输电系统(Flexible AC Transmission Systems,FACTS)的理论[3]。其本质是应用电力电子技术及现代控制技术等相关理论快速灵活的控制交流输电系统中的参数,以达到合理配置系统输送功率、降低电力系统的功率损耗及节约成本的目的,以期最大程度上提高电力系统可靠性和稳定性。FACTS技术通过电网提供感应或无功功率从而提高输电质量和效率。FACTS装置定义为用于提供一个或多个控制交流输电系统参数的电力电子装置或其他静止设备。随着技术不断进步,FACTS元件造价不断降低,可以预见,FACTS装置在未来电力系统的发展中将发挥其关键性的作用。常用的装置有无源滤波器、有源电力滤波器、静止无功补偿器、静止同步补偿器等。

(1)PF

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4. 研究方案

1.研究目的:

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,而一些新型的用电设备对电能质量愈加严格,开展电能质量控制技术的研究及相关电能质量调节装置的研制成为了近年来电气工程领域的研究热点之一,其中STATCOM 显著与其它传统无功补偿装置相比的优越性因此,STATCOM 开展补偿电流指令获取策略的研究具有重大意义。

2.研究方案:

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5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料,并理解有关内容;

第 2 周 翻译相关英文资料,了解其中内容含义;

第 3 周 提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份,并对课题深刻理解;

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