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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
下 载: 5次
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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。

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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