并联型电能质量制器设计及其应用仿真研究.pdf

摘要 摘要 随着科学技术的发展，电力用户对电能质量的要求不断提高，与此同时，大 量的非线性负荷的使用，严重的影响了电能的质量，研究电能质量控制装置补偿 这些非线性设备引起的无功电流和谐波污染已成为电力电子应用技术的一个重大 研究课题。目前，国外有关电能质量控制的研究正掀起高潮，电能质量控制技术 的研究和装置的开发正深入进行。我国对于电能质量控制方面的研究大多仅局限 在谐波问题的范围内，主要以理论研究和实验研究为主．与国外的差距非常明显。 本文以实现抑制负载谐波电流，补偿负载无功功率电流和保持电源电流三相 对称为目标，对并联电压型电能质量控制器进行了深入研究，意在设计一种适用 于产品化开发的电能质量控制装置。 本文通过分析并联电压型电能质量控制器魄工作原理，确定了控制器的总体 结构和控制目标。深入分析了一种基于瞬时无功功率理论的电流检测方法一厶一j。 法，该方法能够适用于电源电压畸变时的电流检测。本文设计的电能质量控制器 采用了电流滞坏比较的控制策略，为了减少由于滞环比较方法引起的输出补偿电 流的谐波分量，采用三角波比较方式的滞环控制方法。通过建立提出的电能质量 控制器总体结构的仿真模型，验证了其结构的合理性。另外，在模型的基础上， 验证了电流检测方法和电流跟踪型三角波比较控制方式的实际效果。对电流检测 方法和三角波比较的控制方法的仿真分析表明这种电流检测方法和控制方法适合 本文确定的电能质量控制器的结构。 目前．电能质量控制器主电路中的交流侧串联电感和直流侧电容的确定没有 明确的计算方法，本文提出的估算电感和电容值的方法为确定电感、电容值提供 了一定的选择依据。电感值对于补偿的效果比较敏感，在确定了电感值的选择范 围后，需要仿真试验最终确定电感值。另外，电能质量控制器在补偿负载畸变电 流时，由于其本身的功率损耗使得电容电压降低。为了补偿电容电压的降低，本 文提出了一种对于电容电压控制的线性化方法，在补偿畸变波形的同时，能够对 直流侧电容充电保持电容电压在规定范围。 本文设计了以DSP芯片为核心的电能质量控制器的硬件电路，装置除了具有 口郑州大学。[学硕士论义 睾卜偿畸变电流的功能外，还具有主电路开关器件短路保护及直流电压检测的功能。 另外，装置也设计了可用于通讯的功能，预留了足够的扩展接口，为以后装置功 能升级提供了方便。本文采用工程化的编程方法，编制了部分程序。 最后，本文以某企业电阻炉产生的畸变电流为补偿对象，建立了电阻炉系统 的仿真模型以及其与电能质量控制器连接的仿真模型，通过在电阻炉不同工作状 况下的仿真试验，验证了本文设计的电能质量控制器的可行性。 关键词：电能质量控制器：瞬时无功功率理论；三角波比较：畸变电流：DSP芯片 JI． Abstract the As ofscienceand the ofelectrical development technologyhigherquality is andmorenonlinearloads inthe requiredusers．Meanwhile，more power by adopted has a field electronic deteriorateit．It been researchin powersystem key power to the controllerto thereactive applicationtechnologystudypowe