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60kV供电网潮流控制SSSC装置的研究
作 者: 王静
导 师: 汪玉凤
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 电机与电器
关键词: FACTS 静止同步串联补偿器 拓扑结构 解耦策略 SVPWM控制算法
分类号: TM761
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
当前,随着非线性电力电子器件的广泛应用及电力负荷的不断增加,电力系统的稳定供应成了急需解决的问题,而供电网的潮流控制在稳定电力系统的工作中占有举重轻重的地位。目前,国内外关于潮流控制的方法也有很多种,但是随着我国电网互联,电网逐步走向智能化,这些方法已不再适应新的电力网络结构,而交流柔性输电系统(Flexible ACTransmission System)即FACTS技术以其柔性和灵活性的特点而得到广泛应用,在电网的潮流控制中,FACTS装置有较高的潮流和电压的可控性,而静止同步串联补偿器(StaticSynchronous Series Compensator, SSSC)作为FACTS控制器家族中的一员,可直接控制电网中的电压及相角,实现对系统潮流的快速控制。虽然目前国内外关于SSSC的理论研究已处于成熟阶段,但将该装置应用到实际的电网中进行潮流的实时控制的还很少。本文主要对60kV供电网进行潮流控制,提出用SSSC装置高效的无功补偿和潮流调节性能来实现供电网的潮流变换,为SSSC装置在该领域的应用奠定了基础。本文首先研究了SSSC装置的工作原理、拓扑结构及SSSC装置的几种补偿模式,并将恒阻抗补偿模式作为本文SSSC装置的控制方式,对abc静止坐标系下的数学模型进行Park变换,最后得到旋转坐标系下的数学模型。在d-q坐标系下该模型存在耦合关系,本文用交叉解耦的方法对数学模型进行解耦,得到逆变器需要的电压,最终得到SSSC要控制的两个参数相角及幅值,通过SVPWM控制算法得到VSC开关器件的驱动信号,使SSSC装置输出系统需要的补偿电压。最后对本系统在MATLAB中进行仿真。仿真结果验证了本装置的有效性和可行性。最后在实验室小功率系统模型下,对该装置进行了试验,试验结果较为理想,证实了本装置的实际应用价值。
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全文目录
致谢 5-6 摘要 6-7 Abstract 7-10 1 绪论 10-23 1.1 供电系统潮流控制的必要性 10-14 1.1.1 供电系统存在的问题 10-11 1.1.2 潮流控制的必要性 11-12 1.1.3 本文潮流控制方法的提出背景 12-14 1.2 FACTS 技术的发展历程 14-16 1.2.1 FACTS 技术的发展历程 14-15 1.2.2 FACTS 控制器的基本类型 15-16 1.3 SSSC 装置国内外研究现状及存在的问题 16-21 1.3.1 SSSC 装置拓扑结构的研究现状 17-18 1.3.2 SSSC 装置数学模型的研究现状 18-19 1.3.3 SSSC 装置控制方法的研究现状 19-21 1.4 本文的主要工作及内容 21-23 2 SSSC 控制装置的特性分析 23-29 2.1 SSSC 装置的基本原理 24-26 2.2 SSSC 装置对输电线路功率的影响 26 2.3 SSSC 装置对系统功角特性的影响 26-28 2.4 本章小结 28-29 3 SSSC 装置的数学模型及控制策略的研究 29-44 3.1 SSSC 控制装置的运行模式 29-31 3.2 SSSC 装置的数学模型的建立 31-38 3.2.1 abc 静止坐标系下的数学模型 33-35 3.2.2 d-q 旋转坐标系下的数学模型 35-38 3.3 SSSC 装置的解耦控制策略 38-43 3.3.1 交叉解耦法 38-42 3.3.2 仿真验证 42-43 3.4 本章小结 43-44 4 基于 SVPWM 的控制算法的研究和系统仿真 44-59 4.1 基于空间矢量电压脉宽调制(SVPWM)控制算法研究 44-53 4.1.1 SVPWM 控制原理 44-47 4.1.2 SVPWM 控制的基本步骤 47-51 4.1.3 SVPWM 算法的 MATLAB 仿真实现 51-53 4.2 SSSC 装置的系统仿真 53-58 4.2.1 双鸭山供电网的运行情况 53-54 4.2.2 仿真模型的建立 54 4.2.3 系统仿真结果分析 54-58 4.3 本章小结 58-59 5 SSSC 装置的硬件设计及检测部分实现 59-69 5.1 系统检测部分硬件设计 59-63 5.2 SSSC 装置主电路设计 63-64 5.3 SSSC 装置的检测部分软件设计 64-65 5.4 实验 65-69 结论 69-71 参考文献 71-74 作者简历 74-76 学位论文数据集 76-77
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 自动调整
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