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《华中科技大学》 2008年
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混合级联多电平拓扑及其在STATCOM中的应用研究

许赟  
【摘要】: 随着电力电子技术的不断发展,在高压大功率的用电领域,柔性交流输电、高压直流输电、高压大型电机的变频调速等都离不开大功率的电力电子装置。在实现高压大功率变换的几种解决方案中,多电平变换器由于具有减少器件的开关应力,优化输出波形,提高转换效率等优点,因而受到了较多关注。混合级联多电平作为多电平技术发展中的一项创新性技术,为高压大功率变换器的研制开辟了一条新思路。STATCOM的技术是基于变流器的FACTS技术的一个基础技术,因而本文在对混合多电平电路拓扑结构研究的基础上,对基于改进型混合级联多电平变换器的STATCOM进行研究。本文将从研究混合多电平的拓扑结构、调制方法、输出波形的频谱分析、控制系统到其在无功补偿中的应用这一思路进行系统的研究,以下是本文的主要研究工作: 本文将众多的混合多电平拓扑结构进行归纳分析,给出了混合级联多电平基于并联和串联思想,以广义多电平半桥桥臂为基本单元的通用拓扑生成方法,按照该方法可以衍生出更多的混合多电平拓扑。同时根据目前混合多电平拓扑的特点和实际应用的要求,研究了一种颇具实用价值的改进型混合级联多电平变换器,该拓扑将具有相同的母线电压的一个二极管钳位H桥模块与若干个两电平H桥模块级联,通过阶梯波与多载波PWM调制相结合的混合调制方法得到输出电压。然后对调制方法进行数学上的分析,构建了三种常用载波分布下调制过程的三维数学模型,通过对模型的双Fourier级数展开和严格的数学推导,得到了在不同载波分布下输出电压的解析表达式,由此可知该变换器输出波形的完整的频谱信息。 本文对传统混合级联多电平变换器中存在的直流侧功率倒灌现象进行研究,给出了改进型混合级联型多电平变换器在混合调制策略下保证不存在功率倒灌现象的阶梯波的调制方法。为了将该拓扑实际应用,本文设计了基于微处理器DSP与大规模集成电路FPGA相配合的控制系统结构,并通过使用重复控制设计了一台基于混合级联多电平拓扑的逆变器。 本文分析了STATCOM进行无功补偿的原理,提出了一种基于改进型混合级联变换器的STATCOM的拓扑结构。根据级联多电平变换器可以分相对系统进行无功补偿的特点,采用无零序电流方案设计了三相STATCOM,分别对电网电压三相对称或不对称时,补偿平衡或者不平衡的三相无功电流进行仿真,证实了分相控制在这些情况下都有比较好的补偿效果,非常具有研究价值。随后通过对电流环的数字控制系统的分析,给出了P控制器的稳定范围,并通过对PI控制,直接重复控制、PI+重复复合控制的比较研究,得出了PI+重复复合控制可以使电流环拥有较好的系统响应速度的同时拥有较好的稳态性能。 本文针对自适应滤波算法中常规的最小均方算法(LMS)应用于电流检测时期望的缺点,在分析该方法中自适应权值的变化规律的基础上,提出了两种有效的变步长LMS算法:即基于检测误差的相干平均值和基于重复思想去除重复出现的谐波电流干扰的思想来调节步长的变步长的LMS算法,并用仿真和试验进行了验证。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TM761

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【引证文献】
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1 李文江;齐文彬;;一种新型变步长自适应谐波检测算法[J];电力电子技术;2012年05期
2 戴珂;陈晶晶;宫力;陈睿;黄云辉;康勇;;采用多DSP的级联型DSTATCOM分散控制策略[J];高电压技术;2010年11期
3 赵强;王加军;;基于CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM研究[J];工矿自动化;2012年06期
4 张恩锋;张浩;;高压STATCOM无功补偿与谐波治理装置在矿井变电所的应用[J];中国煤炭;2012年05期
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1 童力;单相并联型有源电力滤波器实验研究[D];华中科技大学;2009年
2 陈晶晶;配电系统级联型无功补偿装置的研究与实现[D];华中科技大学;2011年
3 杨鑫;基于软开关技术的新型有源电力滤波器的研究[D];太原科技大学;2012年
【参考文献】
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1 吴学智,刘亚东,黄立培;三电平电压型逆变器空间矢量调制算法的研究[J];电工电能新技术;2002年04期
2 蒋斌,颜钢锋,赵光宙;一种单相谐波电流检测法的研究[J];电工技术学报;2000年06期
3 肖雁鸿,毛筱,罗瑞琼,彭永进;神经网络理论在谐波测量中的应用[J];电工技术学报;2002年02期
4 祁才君,王小海;基于插值FFT算法的间谐波参数估计[J];电工技术学报;2003年01期
5 单庆晓,李永东,潘孟春;级联型逆变器的新进展[J];电工技术学报;2004年02期
6 耿攀;戴珂;魏学良;张凯;康勇;;三相并联型有源电力滤波器电流重复控制[J];电工技术学报;2007年02期
7 杨君,王兆安;三相电路谐波电流两种检测方法的对比研究[J];电工技术学报;1995年02期
8 张仲超,张劲东,方强;特大功率组合变流器的相移SPWM技术[J];电工技术学报;1997年02期
9 周京华,苏彦民,詹雄;多单元串联多电平逆变电源的控制方法研究[J];电力电子技术;2003年04期
10 余健明,同向前;瞬时谐波电流检测方法的动静态特性分析[J];电力电子技术;1999年02期
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1 费万民;中高压功率变换相关技术的基础研究[D];浙江大学;2005年
【共引文献】
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1 叶海峰,汪翔,张志杰;柔性交流输电系统重点设备分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2004年03期
2 刘建民;刘沪平;陈莉;;基于嵌入式以太网技术的保护装置的设计[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年01期
3 高振华;;按不同的补偿目的计算集中补偿电容器容量[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年02期
4 李彦;;三相四线制DSTATCOM的无功补偿装置设计[J];安徽职业技术学院学报;2011年04期
5 杨福猛;袁晓斌;马鑫金;徐伦;;电力系统谐波检测技术及DSP实现[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2009年06期
6 丁方莉;;三相四线制系统中谐波电流实时检测的研究[J];安徽科技学院学报;2006年03期
7 郑冰;王峰;朱连成;王玉峰;;并联型APF补偿典型电流型谐波源负载仿真[J];辽宁科技大学学报;2009年04期
8 唐绪好;;配电网中谐波谐振引起的过电流分析[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2010年04期
9 杨立永;王周龙;田红芳;;光伏并网系统中的无功及谐波电流检测与补偿[J];北方工业大学学报;2011年01期
10 廉巧芳;;一类广义傅里叶级数的敛散性[J];北京交通大学学报;2007年06期
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1 郑征;王聪;赵焕;;PWM整流器直接功率控制的新型调制策略[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 陈金平;贺昱曜;巨永锋;茹锋;;基于SHEPWM的多电平直流环节逆变器均衡控制策略[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 王小华;王莉;王力;;基于神经网络的电力系统谐波及间谐波高精度检测[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 廖威;粟梅;;基于预测控制的感应电机直接转矩控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 付周兴;白永明;;基于TMS320F2812煤矿智能馈电开关的研究[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
6 姜放;王志强;李国锋;;三相线电流平衡化补偿方法[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
7 宋海峰;张章;;基于电弧炉建模分析间谐波对继电保护设备的影响[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
8 王红卫;;1200mm冷轧机电气传动控制系统改造[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
9 游广增;;电力电容器的谐波分析及一种谐波抑制方法[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
10 梁喆;欧阳名三;;基于负荷侧无功补偿的静止无功发生器控制方法研究[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
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1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 项建弘;基于空时自适应处理的GPS调零技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
4 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
5 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
6 蔡凯;多电平逆变器通用调制策略和电容电压平衡研究[D];华中科技大学;2010年
7 谢斌;并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究[D];华中科技大学;2010年
8 刘春喜;大容量400Hz中频逆变器拓扑和数字控制技术研究[D];浙江大学;2010年
9 陈国志;电力谐波和间谐波参数估计算法研究[D];浙江大学;2010年
10 郑华文;核电站松动件定位方法的研究[D];浙江大学;2010年
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1 李宜娟;基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究[D];长春理工大学;2010年
2 李娅;基于混沌理论的电力谐波检测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 郝春学;基于DSP的三电平异步电动机直接转矩控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李建军;基于电力系统的电能质量检测与分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 佟祉谏;Alpha稳定分布噪声环境下基于相关熵的时延估计算法研究[D];大连理工大学;2010年
6 陈铭明;电力间谐波的特性及抑制技术研究[D];大连理工大学;2010年
7 刘小素;多电平逆变器优化调制算法研究[D];大连理工大学;2010年
8 李婧;无线通信系统中信息道均衡技术研究[D];大连理工大学;2010年
9 许明;并联型三相三线制有源电力滤波器的仿真研究[D];大连理工大学;2010年
10 张洪义;基于混沌映射的逆变器脉冲频率调制技术研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 李红雨,卓放,雷万钧,吴隆辉,王兆安;多重化大功率有源电力滤波器的控制系统研究[J];电工电能新技术;2004年01期
2 杨君,王兆安;三相电路谐波电流两种检测方法的对比研究[J];电工技术学报;1995年02期
3 李庆华;;基于人工神经网络的电网谐波检测系统设计[J];电气应用;2008年13期
4 王成智;邹云屏;贾凯;李芬;;基于SPWM调制的单相大功率整流器研究[J];电力电子技术;2008年01期
5 董晓鹏,王兆安;基于改进周期平均模型的PWM整流器控制[J];电力电子技术;1999年02期
6 夏祖华,沈斐,胡爱军,童陆园;动态无功补偿技术应用综述[J];电力设备;2004年10期
7 孙瑜;先检者明 先行者利[J];电力设备;2004年11期
8 刘文华,刘炳,王志泳,卢军锋,王京民;基于IGBT三电平逆变器的±100kvarD—STATCOM[J];电力系统自动化;2002年01期
9 沈斐,王娅岚,刘文华,梁旭,韩英铎;大容量STATCOM主电路结构的分析和比较[J];电力系统自动化;2003年08期
10 李辉,李亦斌,邹云屏,刘飞;一种新的变步长自适应谐波检测算法[J];电力系统自动化;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王立乔;错时采样空间矢量调制技术研究[D];浙江大学;2002年
2 丁凯;混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究[D];华中科技大学;2004年
3 程汉湘;配电系统StatCom的动态性能及其控制策略研究[D];华中科技大学;2004年
4 李建林;载波相移级联H桥型多电平变流器及其在有源电力滤波器中的应用研究[D];浙江大学;2005年
5 刘飞;中高压系统并联型混合有源电力滤波器研究[D];华中科技大学;2005年
6 王玉斌;配电系统动态无功补偿技术的研究[D];山东大学;2007年
7 许湘莲;基于级联多电平逆变器的STATCOM及其控制策略研究[D];华中科技大学;2006年
8 唐杰;配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的理论与技术研究[D];湖南大学;2007年
9 王成智;单相电力电子负载研究与设计[D];华中科技大学;2008年
10 陈伟;三相电压型PWM整流器的直接功率控制技术研究与实现[D];华中科技大学;2009年
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1 何华;直流母线并联谐振零电压过渡软开关逆变器[D];西北工业大学;2003年
2 方昕;并联型有源电力滤波器的电流数字控制技术[D];华中科技大学;2006年
3 黄重月;有源电力滤波器控制系统研究[D];江苏大学;2009年
4 冯捷;基于有功电流分离法和模糊控制技术的有源滤波器的设计[D];东华大学;2009年
5 王耀宇;有源电力滤波器中的谐波检测理论及方法研究[D];长沙理工大学;2009年
6 吕振梅;并联混合型有源电力滤波器的研究[D];长沙理工大学;2009年
7 胡晓磊;单相动态电压恢复器(DVR)研究[D];华中科技大学;2008年
8 曹金梅;基于i_p-i_q谐波检测法的并联型有源电力滤波器的研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
9 尹韵;电压型大功率有源电力滤波器的设计与研究[D];中南大学;2009年
10 殷志柱;一种高性能电力有源滤波器设计[D];上海交通大学;2009年
【二级引证文献】
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1 徐晨;戴珂;陈晶晶;彭繁;康勇;;基于分散控制的级联静止同步补偿器直流侧电压均衡控制[J];大功率变流技术;2011年04期
2 熊连松;马路遥;孙乐;卓放;;均压电容与分层控制相结合的链式STATCOM直流侧电压控制方法[J];电气应用;2012年03期
3 朱思国;欧阳红林;晏建玲;;电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制[J];高电压技术;2012年05期
4 朱思国;欧阳红林;晏建玲;;采用滑模变结构直接功率控制的回馈级联型逆变器设计与验证[J];高电压技术;2012年06期
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1 陈晶晶;配电系统级联型无功补偿装置的研究与实现[D];华中科技大学;2011年
2 陈睿;配电系统级联型有源电力滤波器的研究[D];华中科技大学;2011年
【二级参考文献】
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1 黄立培,浦志勇;大容量PWM逆变器对交流电机的轴电压和轴承电流的影响[J];电工电能新技术;2000年04期
2 浦志勇,黄立培,吴学智;三相PWM整流器空间矢量控制简化算法的研究[J];电工电能新技术;2002年02期
3 王兆安;李民;卓放;;三相电路瞬时无功功率理论的研究[J];电工技术学报;1992年03期
4 王群,姚为正,王兆安;高通和低通滤波器对谐波检测电路检测效果的影响研究[J];电工技术学报;1999年05期
5 卫三民,刘丛伟,孙旭东,李发海;串联H桥多电平变频器中的功率平衡方法[J];电工技术学报;2003年01期
6 单庆晓,李永东,潘孟春;级联型逆变器的新进展[J];电工技术学报;2004年02期
7 李永东,侯轩,谭卓辉;三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(II)——合成矢量法[J];电工技术学报;2004年05期
8 潘文,钱俞寿,周鹗;基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论──(Ⅰ)窗函数研究[J];电工技术学报;1994年01期
9 潘文,钱俞寿,周鹗;基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论(Ⅱ)双插值FFT理论[J];电工技术学报;1994年02期
10 杨君,王兆安,邱关源;单相电路谐波及无动电流的一种检测方法[J];电工技术学报;1996年03期
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1 纪勇,李向荣,朱庆翔;基于GTO的±20Mvar STATCOM的现场运行及改进[J];电力系统自动化;2003年04期
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3 粟时平,刘桂英,刘承员;三相STATCOM的电流控制与谐波消除技术[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2001年02期
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8 马国喜,李正国,罗安,杨勇;大功率STATCOM装置IGBT吸收电路参数的多目标优化设计[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2003年03期
9 梁旭,刘文华,朱庆翔;STATCOM保护系统新进展[J];电力系统自动化;2000年23期
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1 黄橙;网络新行当能否一世风光?[N];科技日报;2009年
2 中科院计算所 罗杰文;P2P网络的拓扑结构[N];计算机世界;2006年
3 胡德荣;中德科学家联手分析蛋白质拓扑结构和功能[N];健康报;2006年
4 ;蓝牙网络拓扑结构[N];人民邮电;2001年
5 晓伟;赛米控新拓扑结构助IGBT降低损耗[N];中国电子报;2008年
6 智;WiMAX技术有望携手奥运[N];计算机世界;2007年
7 ;引入FTTX接入难题迎刃而解[N];人民邮电;2007年
8 ;烽火通信FTTX系统解决方案[N];人民邮电;2007年
9 马海燕 李士杰;防治花木虫害“两招鲜”[N];中国花卉报;2006年
10 金桦;路由协议一样影响速度[N];中国计算机报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许赟;混合级联多电平拓扑及其在STATCOM中的应用研究[D];华中科技大学;2008年
2 刘钊;风力发电系统中链式STATCOM关键技术[D];华中科技大学;2010年
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4 罗桂兰;嵌入式互联网宏观拓扑结构及统计时间特征研究[D];东北大学;2009年
5 苗长新;中压级联型多电平STATCOM关键技术研究[D];中国矿业大学;2012年
6 陈闽江;含STATCOM的动态电压稳定分析研究[D];上海交通大学;2010年
7 毕永涛;直/气复合控制导弹制导控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 张翌晖;全控直流输电新型拓扑方案探索性研究[D];华中科技大学;2011年
9 吴绍锋;Gauss-Bonnet-Chern定理的拓扑结构和高维纽结膜的φ映射拓扑场论[D];兰州大学;2006年
10 丁凯;混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究[D];华中科技大学;2004年
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1 白雪垠;SPWM控制的三电平电压源型STATCOM的研究[D];内蒙古工业大学;2009年
2 南亚楠;级联多电平结构的D-STATCOM控制方法研究[D];天津大学;2011年
3 董新利;基于仿生学研究的多跳蓝牙散列网组网设计[D];中国海洋大学;2005年
4 王桂芝;职业教育中心学校校园网的设计与实现[D];天津大学;2005年
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7 吕珣;蓝牙无线自组网拓扑构建算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
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9 应玉梅;无线传感器网络高能效的多层分簇算法研究与设计[D];华中师范大学;2009年
10 沈兰萍;CA系统实现方法的研究[D];解放军信息工程大学;2001年
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