【37页】毕业设计_STATCOM的研究与设计. ㊣ 精品文档 值得下载

装置，比较与分析论述了相对于其他无功装置的优越性。

通过建立其相关的数学模型来说明的控制方式和控制结构进行了论述。

论文对直接电流控制的几种结构进行了详细的讨论。

在其稳态性能和动态性能的优缺点上进行了研究和分析。

其中采用空间电压矢量调制方法跟踪给定电压矢量从而来控制的电流产生为讨论重点。

在上述理论研究的基础上，介绍了基于硬件平台设计方法。

对基于实现矢量空间解耦的六相空间矢量脉宽调制进行了详细的讨论。

关键词，电压空间矢量，逆变器江汉大学学士学位论文摘要第章绪论无功补偿的原理无功补偿的意义国内外研究现状电能质量治理技术发展现状的国内外现状及研究方向的应用前景广阔课题研究内容课题的研究方法课题的基本要求及应完成的成果第章的基本原理的工作原理的等效电路的时域数学模型第章主电路及相关电路的设计系统设计框图三相逆变器驱动电路设计模块工作原理保护电路的设计过流保护过压保护过热保护第章电压空间矢量的调制原理电压空间矢量的简化算法电压空间矢量控制的原理电压空间矢量的算法电压空间矢量的软硬件实现第章系统江汉大学学士学位论文的介绍简介端口对应关系初始化程序注释基于的波的实现不对称规则采样法软件部分死区部分简介测试波形第章结论与展望致谢江汉大学学士学位论文第章绪论无功补偿的原理在用电网中存在有功功率和无功功率两种输出功率。

其中有功功率是把电能转化成热能机械能或化学能等其他形式的能，这是直接耗费电能完成的。

另外种不耗费电能，只是把它转化成其他类型的能如大型电机中利用电池元件建立磁场或是电容器建立电厂所占用的电能，这种能量是这些电动装置能够实现其功能做功的必备条件，并且它能在电网中实现与电能的周期性转换，这部分的功率就是无功功率。

对于电感元件来说，通过它的电压时超前电流的，而对于电容元件来所，恰好相反，电流超前电压，既是电压滞后电流，因此，在同电路中，两种电流方向互差，使得电感电流同电容电流方向相反。

而无功补偿的原理就是从这着手，在电磁元件电路中有比例的安装电容器件，让电感电流与电容电流互相抵消，从而使电流矢量与电压矢量之间的夹角缩小，进而就能够提高该电网中电能的利用率，这就是无功补偿的道理。

无功补偿的意义电能是种基础能源，在工农业生产和人民日常生活中被广泛应用。

工业和生活用电负载中，其中阻感负载占有的比例较大，例如异步电机变压器荧光灯充电器等都是典型的阻感负载，这些负载都会产生无功功率，也是无功功率产生的主要原因。

下面几点就是电网中无功功率带来的弊端影响增加设备容量。

无功功率的增加会导致电流和视在功率的增加，从而使发电机变压器等设备的容量和导线容量增加设备及线路损耗增加。

无功功率的增加，使总电流增大，因而使设备和线路的损耗增加使电路和变压器的电压增大，若是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重下降功率因数降低，设备容量利用少。

因此，解决好电网无功补偿，提高功率因数，从而节约电能，对提高运行质量具有非常重要的意义。

江汉大学学士学位论文无功补偿的作用有下四点改善功率因数从而降低总电流减少输电线路及变压器的损失增加变压器及输电线路的利用率及区域发电系统的带点负荷能力，从而减少设备投资费用稳定受电端及电网的电压，提高供电质量在长距离输电线路中可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。

国内外研究现状电能质量治理技术发展现状改善电能质量措施涉及面很广，主要包括无功补偿抑制谐波降低电压波动和闪变以及解决三相不平衡等方面。

目前用于无功补偿和谐波治理的装置如无源电力滤波器，该设备兼有无功补偿和调压功能，般要根据谐波源的参数和安装点的电气特性以及用户要求专门设计静止无功补偿装置装置是种综合治理电压波动和闪变谐波以及电压不平衡的重要设备。

有源电力滤波器，是种新型的动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，它能对频率和幅值都发生变化的谐波和无功电流进行补偿，主要应用于低压配电系统。

其中无功补偿技术的发展经历了从同步调相机开关投切固定电容静止无功补偿器直到今天令令人瞩目的的几个不同阶段。

根据结构原理的不同，技术又分为自饱和电抗器型晶闸管相控电抗器型晶闸管投切电容器型高阻抗变压器型和励磁控制的电抗器型。

随着电力电子技术，特别是大功率可关断器件技术的发展和日益完善，国内外还在研制开发种更为先进的静止无功补偿装置静止无功功率发生装置，虽然它们尚处在开发及试运行阶段，目前尚未形成商品化，但凭借着其优越的性能特点，在电力系统中的应用将越来越广泛。

各种无功设备各自特点如下同步调相机响应速度慢，噪音大，损耗大，技术陈旧，属淘汰技术开关投切固定电容慢响应补偿方式，连续可控能力差静止无功补偿器目前相对先进实用技术，在输配电电力系统中得到了广泛应用静止无功发生器目前虽然有技术上局限性，属少数示范工程阶段，但是种更为先进的新型静止型无功补偿装置，是灵活柔性交流输电系统技术和定制电力技术的重要组成部分，现代无功功率补偿装置的发展方向。

江汉大学学士学位论文的国内外现状及研究方向静止无功发生器也被称为静止同步补偿器，是在世纪年代以来出现的更为先进的静止无功补偿装置。

的研制开始就受到日本美国德国政府和科研单位的重视，年日本研制出第台。

到年代取得突破性的研究进展，年和年日木和美国分别研制成功套和套的采用晶闸管的装置，并最终成功地投入商业运行。

德国西门子公司的单机容量为的装置也于年投入运行。

目前，在我国普遍采用的无功补偿装置主要是并联电容器和晶闸管控制电抗器及晶闸管投切电容器。

为了改变上述情况，在年，研制大容量被列为电力部重点科研攻关项目，同年在电力部的支持下，河南电力局决定和清华大学共同研制的。

年月清华大学研究所与河南电力局共同研制的用于电网的在河南电网成功投入运行。

年月国家电力公司电力自动化研究院也将士投入了运行。

通过以上研究获得很多实践经验，并在理论上有显著的发展，应用规划仿真研究也已相继展开。

清华大学研究所在河南研制经验基础之上，继续研制上海西郊变的关键技术。

装置是种新型的动态无功补偿装置，采用了基于的链式逆变器，具有可分相控制和运行输出动态无功响应速度快输出电流谐波小输出无功电流大小与系统电压无关不需多重化变压器占地面积小等特点。

装置的研制在建模主电路及参数设计方法分布式链节控制与保护系统控制策略等方面取得重大突破，核心技术达到了国际水平。

年月日在上海黄渡分区西郊变电站并网试运行。

在国外，由于理论研究起步较早，目前已步入工业化应用阶段。

另方面，的工业化应用对理论研究起了非常大的推动作用，新的理论研究成果不断出现。

我国在研究方面起步较晚，直到进入九十年代以后，些高等院校和科研机构开始进行的研究，目前理论和应用都取得了很大进展，特别是年月在上海黄渡分区西郊变电站并网试运行的，核心技术达到了国际领先水平。

的应用前景广阔近年来，动态无功及谐波补偿装置越来越广泛地应用于电网及电力用户端，用于提高电网电压稳定性改善用户电能质量并达到节省电能的目的。

是灵活柔性交流输电系统技术和定制电力技术的重要组成部分，用于配电系统中的般称为。

可直接接入电压等级母江汉大学学士学位论文线，克服传统无功补偿和谐波治理装置存在的不足，为电网或用电负荷提供快速连续有源动态无功补偿和谐波滤波，可有效提高电网电压暂态稳定性抑制母线电压闪变补偿不平衡负荷滤除负荷谐波及提高负荷功率因数。

可广泛应用于电网枢纽变电站提高系统暂态电压稳定性，确保系统运行安全风力发电场提高母线电压稳定性，抑制振荡冶金行业石化行业矿山及电气化铁路抑制电压闪变补偿不平衡负荷滤除负荷谐波及提高负荷功率因数其他行业抑制电压波动滤除负荷谐波及提高功率因数。

课题研究内容传统做法是采用并联电容器对电网提供无功补偿，当电容器的补偿容量确定后，其阻抗是固定的，因此在补偿过程中不能跟踪负荷需求的变化，也就是说不能实现对无功功率的动态补偿，而本课题所研究的的控制技术除了电容器的优点外，恰好克服了动态补偿这缺点。

我们在这研究的内容主要有完成原理的分析与建模主电路及其他控制电路的设计逆变桥的设计及开关时间的计算输出的程序设计，以及整个系统的可靠性和稳定性。

系统设计框图初步选择如图所示逆变电路电阻负载三相整流滤波驱动保护电路信号检测单元号检测单元稳压电源江汉大学学士学位论文课题的研究方法本文主要以三相电压型逆变器作为研究对象，逆变器由多个可关断器件，如或等，串联或并联组成，其功能是通过逆变将直流电压转换为装置供电网的补偿交流电压。

装置的可控性亦是由于这逆变电路的设计，通过对这些可关断器件进行脉冲调制控制，实时的开关从而实现逆变后交流电压的频率，大小以及相位的控制。

对于逆变器的驱动脉冲控制，我们是用高数字信号处理器的相关模块来输出波，进而驱动开关器件，达到所要的输出电压。

最后通过连接变压器使得整个装置可以并联到电网系统中，图即为该系统结构简单示意图。

图装置示意图课题的基本要求及应完成的成果完成补偿电压的产生通过三相逆变电路得到补偿电压。

实现逆变电压的相位大小可控性通过逆变桥开关器件的开关顺序与时间来实现，其开关器件的控制的输入输出参数决定。

第章的基本原理的工作原理简而言之，的基本原理就是将自换相桥式电路通过变压器或电抗器并联在电网上，根据输入系统的控制指令来适当的调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相江汉大学学士学位论文位，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出所要求的无功电流从而实现动态无功补偿的目的。

如图为装置调节无功的原理示意图，其中直流侧为电源元件，为装置