论文部分内容阅读
随着电力电子装置广泛应用于工业和民用场合,电网被注入了大量无功功率和谐波电流。电网无功功率和谐波电流的存在会给电网的安全稳定运行带来巨大隐患。很多高精度的负载装置在受到电网扰动时不能稳定运行,同时由于电能质量问题引起的事故也日益增多,造成了大量的经济损失。因此,用电用户对电网电能质量,尤其是电网无功补偿提出了更高的要求。近年来各种电网无功与谐波治理装置得到了越来越广泛的重视。在此背景下,本文设计了一种基于APF与TSC的无功与谐波动态混合补偿装置(TAPF),建立了其通用数学模型,从定性和定量的角度分析比较了 TAPF在电流源型非线性负载下采用不同电压、电流采样点时的谐波消除机理和优缺点。分析比较了电网参数波动对采用不同电压、电流采样点时TAPF的性能影响。最后,设计了 TAPF的硬件平台,并对硬件设计的一些特点和需要注意的事项进行了讨论。通过前文分析对比,本文提出了负载电流检测和双电流检测下TAPF的数学模型及其稳定影响因子。分析对比了两种电流检测情况下TAPF的稳定性和补偿特性。重点分析了双电流检测时TAPF的两大稳定影响因子:TSC电抗率和APF谐波补偿率。在此基础上,本章设计了一种利用TSC电抗率和APF谐波补偿率的复合稳定算法。电流跟踪是TAPF控制的核心环节,为此本文设计了 TAPF的电流跟踪控制方法,对于负载谐波电流采用同步旋转坐标下的PI和谐振控制控制器并联跟踪控制,即PI-RES控制器。PI-RES控制器的每一个谐振控制器可以控制相对应的静止坐标下的两种谐波分量,其动态性能良好,跟踪精度高,提高了系统的效率。为了在无功功率变化的暂态过程中稳定控制晶闸管投切电容器(TSC),使其与有源电力滤波器(APF)配合精确补偿负载无功功率,本章分别给出了两种电流检测情况下的TAPF指令信号计算方法。特别地,针对双电流检测情况本章提出一种基于离散与连续混合多变量决策的TAPF控制方法。