三相BUCK型動(dòng)態(tài)電容器(D-CAP)控制策略的研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，工業(yè)的發(fā)展，用戶對電能質(zhì)量的要求越來越多，與此同時(shí)，各種非線性負(fù)載的使用又惡化了電網(wǎng)電能質(zhì)量，因此無功補(bǔ)償與諧波抑制技術(shù)越來越得到重視與發(fā)展。在低壓場合，工業(yè)用戶領(lǐng)域，為了避免電網(wǎng)的罰款，提高生產(chǎn)效率，工業(yè)用戶對提高電能質(zhì)量非常重視，因此他們對無功補(bǔ)償和諧波抑制技術(shù)的發(fā)展也相當(dāng)關(guān)注，隨著靜止同步補(bǔ)償器STATCOM和有源電力濾波器APF等有源解決方案的出現(xiàn)，電能質(zhì)量的提升效果已經(jīng)十分顯著，但是許多工業(yè)用戶仍然不采用這兩種

2、設(shè)備，原因很簡單，他們價(jià)格太高且容易出現(xiàn)故障（主要是直流側(cè)電解電容和開關(guān)管）。本文針對工業(yè)用戶對性價(jià)比和可靠性的要求，受到靜態(tài)電容器的啟發(fā)，采用一種全新的無功補(bǔ)償和諧波抑制解決方案——BUCK型動(dòng)態(tài)電容器（D-CAP）。這種方案沒有電解電容且能夠動(dòng)態(tài)的響應(yīng)系統(tǒng)的無功需求并在此基礎(chǔ)上抑制掉一部分諧波，成本較低，工作可靠。
　　本文首先對BUCK型動(dòng)態(tài)電容器（D-CAP）的基本結(jié)構(gòu)作了介紹，實(shí)際上它是由直接交流變換器（DACC）和薄膜

3、無功補(bǔ)償電容并聯(lián)組成。接著通過傳統(tǒng)的BUCK型DC-DC電路的工作原理類推動(dòng)態(tài)電容器基本的工作原理，得出結(jié)論：通過調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)電容器開關(guān)器件的占空比函數(shù)，使整個(gè)裝置對外等效為一個(gè)可以有級調(diào)節(jié)電容器，起到無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩＿@也是動(dòng)態(tài)電容器名稱的由來。
　　接著在時(shí)域中對其建模得出基本的控制方程，并由此推知BUCK型動(dòng)態(tài)電容器（D-CAP）可以工作在僅補(bǔ)無功工況和無功諧波復(fù)合補(bǔ)償工況。兩者的區(qū)別是，當(dāng)占空比函數(shù)僅為常數(shù)項(xiàng)時(shí)，BUCK型動(dòng)態(tài)電

4、容器（D-CAP）僅補(bǔ)無功，而當(dāng)占空比函數(shù)為常數(shù)項(xiàng)和某些偶次諧波之和時(shí)，BUCK型動(dòng)態(tài)電容器（D-CAP）同時(shí)補(bǔ)償諧波和無功。
　　為了實(shí)現(xiàn)這兩種工況，需要制定合理的控制策略，為了使動(dòng)態(tài)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，首先需要檢測系統(tǒng)的無功需求，因此本文對常見的無功、諧波電流檢測方法作了介紹，然后用檢測到的無功電流直流分量來生成占空比函數(shù)中的常數(shù)項(xiàng)，并通過SIMULINK仿真模型驗(yàn)證了BUCK型動(dòng)態(tài)電容器（D-CAP）實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)目尚行?、?/p>

5、效性。
　　在制定無功諧波復(fù)合補(bǔ)償策略時(shí)，首先介紹了虛擬正交源（VQS）和偶次諧波調(diào)制(EHM)的概念，在這兩個(gè)概念的基礎(chǔ)上，根據(jù)動(dòng)態(tài)電容器的基本控制方程，考慮參考APF中指定次諧波電流控制的方法，采取多同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下指定次諧波電流控制，具體的說就是通過檢測到諧波電流中的第n+1次奇諧波來控制占空比函數(shù)中第n次偶次諧波分量，最后根據(jù)制定的控制策略搭建仿真平臺，分別對僅補(bǔ)5次，補(bǔ)5、7次和5、7、11、13次的工況作了詳細(xì)的仿真，