配电站无功补偿、谐波治理和节能措施的研究

【摘要】：随着基于计算机和网络的数字控制设备与电力电子装置的广泛应用,带来的无功和谐波污染问题给电网系统、供电部门和电力用户带来了严重的危害。上海交通大学电力系统FACTS技术研发中心和上海久隆电力科技有限公司合作承担了上海市电力公司的项目,研制成功了动态无功补偿与谐波治理(有源滤波)综合装置。该综合补偿装置具有动态无功功率补偿和谐波消除的功能,并在上海汇景苑10kV配电所4号变压器低压400V侧成功运行。 本文第二章着重对综合装置的主电路结构与参数进行了设计,提出了各种保护措施;第三章对无功检测算法和装置的控制策略进行了研究,针对滞环跟踪和三角波调制跟踪的不足,提出了鲁棒无差拍控制三角波调制跟踪法进行电流控制,不仅具有响应速度快的特点,而且对参数变化、白噪声和周期噪声具有很强的鲁棒性。这种控制策略能实现对不对称系统的电流进行跟踪,这个特点对经常处于不对称运行情况下的配电网尤为必要。同时提出了新型的锁相环,能准确地获得系统基波电压的相位。 第四章详细介绍了综合装置控制器的设计方案以及装置电气参数;第五章同样也是全文的一个重点,详细分析了综合装置在模拟实验室和现场运行的测试结果,并给出了专家组测试报告,报告表明,该综合装置的各项指标已达到预期设计要求;第六章对综合装置的节能效益进行了评估,该综合装置能显著提高系统功率因数,并使注入电网的谐波电流达到IEEE 519-1992的要求。 【关键词】：无功补偿 有源滤波器 节能 锁相环 无差拍控制方法
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM714.3;TM711
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 电能质量现状9-10
• 1.2 上海电力无功补偿的基本原则10
• 1.3 有源电力滤波器原理与应用现状10-13
• 1.3.1 有源电力滤波器的基本原理和结构11-13
• 1.3.2 有源电力滤波器的研究与应用现状13
• 1.4 无功补偿与有源滤波综合装置简介13-15
• 1.5 上海市区公共供电点电能质量评估15-18
• 1.6 小结18-19
• 第二章 无功补偿与有源滤波综合装置主电路结构与参数设计19-31
• 2.1 主电路结构设计19-21
• 2.2 电气参数和运行参数的设计21-24
• 2.3 装置的过电流、过电压和过热故障的保护24-28
• 2.4 装置接线方式28
• 2.5 有待研究的问题28-29
• 2.6 小结29-31
• 第三章 谐波与无功检测算法与装置控制策略研究31-40
• 3.1 谐波与无功电流的检测31-32
• 3.2 基于无差拍控制平均电流跟踪的电流环原理32-37
• 3.3 新型单周期双校正工频软件锁相环37-39
• 3.4 小结39-40
• 第四章 综合装置控制器设计和装置电气参数40-45
• 4.1 无功补偿与有源滤波综合装置控制器设计40-43
• 4.1.1 装置的控制器CPU 选择方案40
• 4.1.2 控制器DSP＋FPGA 的电路设计40-41
• 4.1.3 可复位的积分滤波电路方案41-42
• 4.1.4 装置的人机接口设计方案42
• 4.1.5 装置的通讯设备方案42-43
• 4.2 装置电气参数和性能特点43-45
• 4.2.1 装置参数和性能指标43
• 4.2.2 技术特点43-45
• 第五章 综合装置稳态运行测试45-70
• 5.1 模拟实验室测试45-52
• 5.1.1 测试工况146-49
• 5.1.2 测试工况249-51
• 5.1.3 全谐波补偿和动态响应时间51-52
• 5.2 现场运行测试52-69
• 5.2.1 现场测试情况52-68
• 5.2.2 专家组测试报告68-69
• 5.3 小结69-70
• 第六章 综合装置节能评估70-77
• 6.1 降低线路损耗的理论依据70-71
• 6.2 装置节能降耗效益分析实际依据71-73
• 6.3 综合装置有源滤波器部分实际效率测量73-74
• 6.4 装置满额输出时电力系统节能参数分析74-75
• 6.5 项目的节能降耗成果75-76
• 6.6 小结76-77
• 第七章 结论77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士期间已发表的论文和获奖情况82-84

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