博士研究生學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告.doc

學(xué)號(hào)： 069496東 南 大 學(xué)研究生學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告院（系、所） 電氣工程學(xué)院學(xué) 科 （專 業(yè)） 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化 研 究 生 姓 名 學(xué)科門(mén)類(lèi)與學(xué)位級(jí)別 工學(xué)博士導(dǎo) 師 姓 名 入 學(xué) 年 月 2006年 9 月開(kāi) 題 報(bào) 告 日 期 2008年6月 日 2填 表 須 知1、 論文開(kāi)題報(bào)告由研究生本人向?qū)徸h小組報(bào)告并聽(tīng)取意見(jiàn)后，由研究生本人填寫(xiě)此表。2、 論文開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)完成后，必須經(jīng)導(dǎo)師審批，通過(guò)后方能提交。3、博士生應(yīng)在入學(xué)后第二學(xué)期結(jié)束前、碩士生應(yīng)在第三學(xué)期結(jié)束前完成此開(kāi)題報(bào)告。研究生院培養(yǎng)與學(xué)籍管理辦公室收到此開(kāi)題報(bào)告至少半年后方受理答辯申請(qǐng)，因遲交開(kāi)題報(bào)告影響答辯而超過(guò)學(xué)制規(guī)定年限，由研究生本人負(fù)責(zé)；4、研究生開(kāi)題前宜填寫(xiě)查新報(bào)告。查新報(bào)告對(duì)理、工、醫(yī)、管等學(xué)科博士生作為必要環(huán)節(jié)。博士生查新工作可委托圖書(shū)館負(fù)責(zé)，也可在完成網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)檢索類(lèi)研究生課程的學(xué)習(xí)或參加學(xué)校組織的網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)檢索培訓(xùn)后，自行組織查新檢索，自行組織查新需要詳細(xì)文獻(xiàn)查新述評(píng)作為附件。自行查新報(bào)告須經(jīng)導(dǎo)師審查后由開(kāi)題報(bào)告審核專家組審核簽字（或蓋章）。碩士生和文科博士生開(kāi)題查新參考上述辦法，不作硬性要求。5、本表一式兩份，一份研究生自留放入本人“研究生檔案材料袋”；一份由院（系、所）保存并歸入院（系、所）研究生教學(xué)檔案。6、學(xué)科門(mén)類(lèi)與學(xué)位級(jí)別指的是工學(xué)（或理學(xué)等）博士、碩士。7、本表下載區(qū)：/down/1.asp 。本表電子文檔打印時(shí)用A4紙張，格式不變，內(nèi)容較多可以加頁(yè)。一、學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告論 文 題 目基于四象限雙H橋變流器級(jí)聯(lián)型大容量DSTATCOM關(guān)鍵技術(shù)的研究研 究方 向電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用題 目 來(lái) 源國(guó)家部委省市廠、礦自選有無(wú)合同經(jīng)費(fèi)數(shù)備注有300萬(wàn)題 目類(lèi) 型理論研究應(yīng)用研究工程技術(shù)跨學(xué)科研究其他應(yīng)用研究論文開(kāi)題前上網(wǎng)檢索情況（碩士生可不作要求；理、工、醫(yī)、管學(xué)科博士生應(yīng)填寫(xiě)并附查新報(bào)告）開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容（具體要求見(jiàn)東南大學(xué)研究生選題、開(kāi)題報(bào)告的原則和要求）1 課題背景介紹隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，一方面，配電網(wǎng)中快速?zèng)_擊型負(fù)荷（如電弧爐、軋機(jī)、絞車(chē)等）、大容量電力電子非線性負(fù)荷的急劇增加，引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)與閃變、三相供電不平衡和電壓電流波形畸變等，造成電網(wǎng)電能質(zhì)量的嚴(yán)重惡化；另一方面，隨著各種復(fù)雜的、精密的、對(duì)電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及，如高性能家用電器、辦公設(shè)備、精密試驗(yàn)儀器、自動(dòng)控制設(shè)備等，人們對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。上述矛盾越突出，對(duì)電網(wǎng)和配電系統(tǒng)造成的直接危害和可能對(duì)人類(lèi)生活和生產(chǎn)造成的損失也就越大。因此，研究相關(guān)電能質(zhì)量控制技術(shù)與裝置，改善和提高電能質(zhì)量，不僅是社會(huì)生產(chǎn)和人民生活正常進(jìn)行的重要保證，也是節(jié)能減耗、提高電能使用效率、可持續(xù)發(fā)展的必要條件，直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的總體效益，具有巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。為了改善配電系統(tǒng)中由于沖擊性非線性負(fù)荷引起的電壓閃變、三相不平衡、諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題，一方面可著眼于負(fù)荷本身的優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行工況的改善，從根本上降低所引起的電能質(zhì)量問(wèn)題；另一方面是在干擾源接入點(diǎn)安裝合適的補(bǔ)償裝置來(lái)消除無(wú)功沖擊，濾除高次諧波，平衡三相電網(wǎng)。目前綜合解決上述電能質(zhì)量問(wèn)題的補(bǔ)償裝置主要有兩種：一種是廣泛應(yīng)用的晶閘管相控電抗器（TCR）附加諧波濾波器（FC）組成的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）。該裝置可動(dòng)態(tài)跟蹤負(fù)荷的無(wú)功變化，能有效改善系統(tǒng)的功率因數(shù)、補(bǔ)償中性點(diǎn)偏移、濾除高次諧波。但由于裝置本身固有的特性，一般實(shí)用的SVC裝置對(duì)電壓波動(dòng)與閃變的改善效果并不理想，且由于TCR相控角度的改變產(chǎn)生的畸變電流會(huì)造成電網(wǎng)的二次污染；另外一種裝置是配電網(wǎng)靜止無(wú)功補(bǔ)償器（DSTATCOM），它是結(jié)合大功率電力半導(dǎo)體器件和先進(jìn)控制理論的新型電力電子裝置。與傳統(tǒng)的SVC相比，DSTATCOM具有以下優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，響應(yīng)時(shí)間短，對(duì)電壓波動(dòng)、閃變補(bǔ)償率較高；補(bǔ)償電流不依賴系統(tǒng)電壓，補(bǔ)償范圍寬；體積小，重量輕，消耗材料少，功耗小；具有較好的濾波效果，不受電網(wǎng)頻率影響，沒(méi)有諧波放大作用和諧振問(wèn)題。因此，隨著IGBT等電力半導(dǎo)體器件技術(shù)性能的不斷提高，價(jià)格不斷下降，以及控制理論和控制策略的不斷完善，DSTATCOM在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，將逐步取代SVC而成為今后電力系統(tǒng)補(bǔ)償裝置發(fā)展的方向。從1986年至1999年，三菱公司至少有200臺(tái)DSTATCOM投入運(yùn)行，容量從0.1-60MVar不等，應(yīng)用場(chǎng)合包括鋼鐵公司、電氣化鐵路、水電站等。西門(mén)子公司1998年在美國(guó)德州投運(yùn)了一套80MVar的裝置，采用三單相橋結(jié)構(gòu)，三相電容共用，用于電弧爐閃變和諧波抑制，功率因數(shù)校正以及負(fù)荷平衡。ABB的DSTATCOM采用基于IGBT的三電平三相橋逆變器，開(kāi)關(guān)頻率1kHz以上。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)也已對(duì)DSTATCOM進(jìn)行了廣泛的研究，但僅限于試驗(yàn)樣機(jī)的水平，還沒(méi)有應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)品出現(xiàn)，特別是高壓大容量裝置，其總體設(shè)計(jì)及其他關(guān)鍵技術(shù)仍掌握在國(guó)外大型企業(yè)手中。為了打破技術(shù)壟斷，我國(guó)必須通過(guò)自主攻關(guān)研究，掌握中、高壓大容量DATATCOM裝置設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等關(guān)鍵技術(shù)，掌握完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。2 課題進(jìn)展情況本課題依托“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（2007BAA12B03）、江蘇省電力公司重點(diǎn)科技項(xiàng)目（J2008057）。本課題研究的高壓大容量DSTATCOM主要用來(lái)解決配電網(wǎng)中諸如電弧爐、軋鋼機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、電力機(jī)車(chē)等非線性沖擊性特殊負(fù)荷供電點(diǎn)的電能質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)抑制上述配電網(wǎng)特殊供電點(diǎn)的電壓波動(dòng)與閃變、三相不對(duì)稱、諧波等電網(wǎng)污染，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和電網(wǎng)供電質(zhì)量，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益。該裝置的成功研發(fā)，將對(duì)中低壓電網(wǎng)（終端變電站）無(wú)功電壓和電能質(zhì)量的動(dòng)態(tài)、暫態(tài)、線性補(bǔ)償產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，為電能質(zhì)量已大面積污染的特殊地區(qū)提供保護(hù)變電站和電網(wǎng)設(shè)備安全可靠運(yùn)行的解決方案。本課題研究的主要內(nèi)容包括：高壓大容量DATATCOM的主電路拓?fù)涞倪x擇設(shè)計(jì)、主電路參數(shù)的研究設(shè)計(jì)；控制理論、控制策略與算法的研究；檢測(cè)技術(shù)的分析研究；裝置故障機(jī)理與容錯(cuò)控制方法的分析研究。裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)的軟、硬件的規(guī)劃設(shè)計(jì)；1.14kV/100kVA 級(jí)聯(lián)型DSTATCOM樣機(jī)的開(kāi)發(fā)研制。本課題研究的高壓大容量DSTATCOM主電路結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示。各功率單元模塊由對(duì)稱的兩個(gè)單相H橋變流器構(gòu)成AC-DC-AC的結(jié)構(gòu)模式。其中直流電容右側(cè)H橋?yàn)橹髂孀兤?，完成裝置的主要功能目標(biāo)；右側(cè)H橋?yàn)檩o助電路，運(yùn)行在四象限單位功率因數(shù)(UPF)整流器的工作模式下，主要功能是通過(guò)多繞組變壓器與直流電容并聯(lián)工作充當(dāng)H橋逆變器直流側(cè)獨(dú)立電源，并通過(guò)能量雙向流動(dòng)穩(wěn)定直流側(cè)電容電壓，各單元整流器獨(dú)立運(yùn)行。圖1 級(jí)聯(lián)型DSTATCOM主電路結(jié)構(gòu)本課題研究的難點(diǎn)與要點(diǎn)： 主電路拓?fù)溥x擇設(shè)計(jì)、參數(shù)的研究設(shè)計(jì) 目前應(yīng)用在高壓大容量DSTATCOM裝置的主電路結(jié)構(gòu)有多種形式，如西門(mén)子公司的三單相橋結(jié)構(gòu)和ABB公司的基于IGBT的三電平三相橋逆變器結(jié)構(gòu)，以及基于鏈?zhǔn)侥孀兤?（H橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器）的結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)也有學(xué)者提出諸如二極管箝位多電平逆變器與H橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器組成的主從式結(jié)構(gòu)等混合型結(jié)構(gòu)2的思路。比較上述各主電路結(jié)構(gòu)，本課題選用級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器的主電路結(jié)構(gòu)，主要在于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于模塊化設(shè)計(jì)，變流器單元工作對(duì)稱、開(kāi)關(guān)負(fù)荷平衡，輸出電壓諧波小等優(yōu)點(diǎn)3。關(guān)于級(jí)聯(lián)H橋高壓大容量變流裝置級(jí)聯(lián)方式目前研究較多的主要有兩種，一種為ROBICON公司提出的各級(jí)聯(lián)單元采用獨(dú)立直流電源、交流側(cè)直接相連的結(jié)構(gòu)模式，獨(dú)立電源由三相不控制整流器加直流電容通過(guò)多重化移相變壓器連接到交流電網(wǎng)；另一種為直流側(cè)共用直流電源，而交流側(cè)通過(guò)移向變壓器的方式連接的結(jié)構(gòu)模式。兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，第一種方式涉及到直流側(cè)泵升電壓無(wú)法通過(guò)整流器回饋問(wèn)題，第二種方式直流側(cè)需采用較大容量的直流電容器，且都要使用多重化變壓器。本文提出了一種基于四象限雙H橋變流器的級(jí)聯(lián)型多電平DSTATCOM主電路結(jié)構(gòu)，如圖1所示。直流電容左側(cè)H橋?yàn)閱挝还β室驍?shù)（UPF）四象限整流器，作為穩(wěn)定直流電容電壓的輔助電路，各單元整流器通過(guò)多繞組變壓器隔離連接交流電網(wǎng)；右側(cè)為級(jí)聯(lián)H橋逆變器單元。該結(jié)構(gòu)采用基于IGBT的對(duì)稱化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各級(jí)聯(lián)單元直流電壓均壓穩(wěn)壓相互獨(dú)立、簡(jiǎn)單可靠。 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)主要涉及功率開(kāi)關(guān)器件的選型，直流側(cè)電容容量以及連接電抗的確定。其中開(kāi)關(guān)器件參數(shù)選擇主要根據(jù)裝置的容量、補(bǔ)償諧波的次數(shù)以及系統(tǒng)電壓等級(jí)等來(lái)確定；對(duì)于連接電抗的設(shè)計(jì)，總結(jié)各文獻(xiàn)資料4，主要有3個(gè)設(shè)計(jì)依據(jù)：滿足穩(wěn)態(tài)條件下濾波器的功率指標(biāo)，滿足電流快速跟蹤的指標(biāo)，滿足電感高頻諧波抑制指標(biāo)。 關(guān)于直流側(cè)電容容量的確定，從目前相關(guān)文獻(xiàn)所報(bào)道的來(lái)看，都沒(méi)有給出明確的具有指導(dǎo)意義的計(jì)算方法，也沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)學(xué)公式，但總體上來(lái)說(shuō)主要從直流側(cè)穩(wěn)壓性能以及電壓控制響應(yīng)速度兩個(gè)方面來(lái)考慮?；谒南笙揠pH橋變流器級(jí)聯(lián)型DSTATCOM主電路結(jié)構(gòu)模式，本課題詳細(xì)分析了對(duì)應(yīng)于不同補(bǔ)償電流分量（無(wú)功、負(fù)序及諧波）條件下DSTATCOM直流側(cè)電流變化規(guī)律，推導(dǎo)出直流側(cè)電壓數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此給出了一種電容容量的精確設(shè)計(jì)方法。 檢測(cè)技術(shù)的研究快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出負(fù)荷電流中諧波、無(wú)功、不對(duì)稱分量，是裝置實(shí)現(xiàn)有效補(bǔ)償?shù)南葲Q條件。因此，選擇合適的檢測(cè)方法是決定裝置性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。關(guān)于快速檢測(cè)電流中諧波等分量，人們已經(jīng)發(fā)展了很多方法，較早成功應(yīng)用的主要是基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的各種快速諧波檢測(cè)方法及其衍生方法，此類(lèi)方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但效果受低通濾波器性能的影響較大。隨著數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，一些數(shù)字化的快速檢測(cè)方法得到了成功應(yīng)用，如基于傅立葉變換（FFT）5的數(shù)字分析法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、自適應(yīng)等檢測(cè)方法5-7以及它們的混合方法的應(yīng)用研究也層出不窮。此外，基于FBD的檢測(cè)方法、基于鑒相原理和補(bǔ)償電流最小原理的諧波與無(wú)功電流檢測(cè)方法也見(jiàn)報(bào)道，此類(lèi)方法理論性較強(qiáng)，但目前實(shí)際工程應(yīng)用難度較大。但從DSTATCOM裝置開(kāi)發(fā)和工程應(yīng)用的角度出發(fā)，檢測(cè)方法主要的研究方向應(yīng)具備快速、準(zhǔn)確、適應(yīng)性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。 控制策略與算法的研究本課題研究的DSTATCOM所涉及到的控制算法主要有電流快速跟蹤控制算法和裝置在電網(wǎng)電壓不對(duì)稱狀態(tài)下的運(yùn)行控制策略。電流跟蹤控制技術(shù)，即根據(jù)檢測(cè)到的負(fù)載諧波、無(wú)功以及負(fù)序電流，實(shí)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償電流，使得系統(tǒng)只向負(fù)載提供基波正序有功功率。該項(xiàng)技術(shù)也是影響DSTATCOM裝置性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。比較常見(jiàn)的電流跟蹤控制方法主要有瞬時(shí)值比較方法（滯環(huán)電流控制）和三角載波比較控制方法。其中滯環(huán)電流控制方式屬于實(shí)時(shí)控制方式，響應(yīng)速度快，跟蹤精度高，易于實(shí)現(xiàn)；而三角載波比較方式的特點(diǎn)是器件的開(kāi)關(guān)頻率固定，但電流響應(yīng)比瞬時(shí)值慢，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中可結(jié)合PI、模糊邏輯、自適應(yīng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制策略。另外，一些新的電流跟蹤控制方法也不斷涌現(xiàn)，如空間矢量法、無(wú)差拍控制法、預(yù)測(cè)電流控制、廣義積分法等8-11。而應(yīng)用在級(jí)聯(lián)型DSTATCOM中較為簡(jiǎn)單適用的電流控制技術(shù)主要是基于載波移相SPWM（CPS-SPWM）技術(shù)以及錯(cuò)時(shí)采樣空間矢量（STS-SVM）技術(shù)12。由于系統(tǒng)故障或大容量負(fù)載不平衡的影響，系統(tǒng)難免會(huì)出現(xiàn)三相不對(duì)稱的狀態(tài)。當(dāng)DSTATCOM運(yùn)行在不對(duì)稱情況下時(shí)，會(huì)在裝置的直流側(cè)出現(xiàn)二倍頻的電壓波動(dòng)，而在交流輸入電流中出現(xiàn)負(fù)序和三次諧波等非特征諧波，這些非特征諧波降低裝置的性能和效率，增加損耗，功率因數(shù)惡化，引起裝置的過(guò)流、過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作等13。因此，研究裝置在系統(tǒng)不對(duì)稱條件下的運(yùn)行機(jī)理及相關(guān)控制策略的設(shè)計(jì)是裝置可靠運(yùn)行、提高裝置性能的重要保證，也是DSTATCOM裝置研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中解決的技術(shù)難點(diǎn)之一。 模塊失效機(jī)理與冗余控制技術(shù)的研究當(dāng)IGBT器件或H橋模塊出現(xiàn)故障，應(yīng)快速啟動(dòng)與模塊并聯(lián)的旁路電路讓該故障模塊處于旁路狀態(tài)，而其余健全模塊在當(dāng)前冗余水平條件下，結(jié)合理想的控制策略而進(jìn)入相應(yīng)工作狀態(tài)，或全額運(yùn)行，或降額運(yùn)行。故障期間的檢測(cè)、報(bào)警和控制以及故障機(jī)理的分析研究是整個(gè)裝置在故障條件下可靠運(yùn)行的保證，是技術(shù)難點(diǎn)之一。合理的旁路電路以及相應(yīng)旁路后的控制策略是整個(gè)模塊失效冗余技術(shù)的關(guān)鍵。關(guān)于旁路電路實(shí)現(xiàn)技術(shù)，無(wú)論國(guó)內(nèi)外都有相關(guān)文獻(xiàn)的研究和應(yīng)用，較為常見(jiàn)的為晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)快速旁路電路。而冗余控制方法，國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品中有采用中性點(diǎn)移相技術(shù)14-15。國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品只實(shí)現(xiàn)了故障單元以及與故障單元同級(jí)的其他單元一起旁路的容錯(cuò)技術(shù)，電壓利用率大大降低，中性點(diǎn)移相技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)。中性點(diǎn)偏移的實(shí)現(xiàn)方式通常有以下兩種方法，一種為重新調(diào)整三相調(diào)制波的相位關(guān)系，使得故障單元被旁路后，三相線電壓仍然對(duì)稱；另一種為按故障單元旁路數(shù)，調(diào)整三相調(diào)制波的幅值比，減去共模分量，達(dá)到削減峰值的作用。本課題研究的級(jí)聯(lián)型DSTATCOM，由于其功率單元是基于UPF四象限整流器雙H橋級(jí)聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)故障電路被旁路后，可以考慮在直流側(cè)電容容量允許的范圍內(nèi)，控制整流器讓直流電容充電提高直流電壓，使得健全模塊總的輸出電壓與故障前相當(dāng)。這樣，一方面直流電壓利用率不會(huì)降低，另一方面，由于各功率單元整流電路相互獨(dú)立而不影響其他各相的正常運(yùn)行。 裝置控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)是整個(gè)DSTATCOM裝置核心部分，控制著裝置的正常運(yùn)行，而控制系統(tǒng)的硬件與軟件是控制策略與算法得以實(shí)現(xiàn)的載體。一方面，控制環(huán)節(jié)算法較多且流程復(fù)雜；另一方面，級(jí)聯(lián)型DSTATCOM要求控制系統(tǒng)具有較高控制精度，且由于裝置較小的時(shí)間常數(shù)要求，采樣頻率較高，很小的誤差就會(huì)造成裝置補(bǔ)償性能的下降，如采樣電路的相位移、脈沖寬度的偏差、脈沖傳輸導(dǎo)致的相移偏差等。因此，控制系統(tǒng)硬件電路的規(guī)劃設(shè)計(jì)、軟件程序的規(guī)劃設(shè)計(jì)是DSTSTCOM開(kāi)發(fā)應(yīng)用中關(guān)鍵部分之一。本課題研究的DSTATCOM裝置控制系統(tǒng)采用純數(shù)字化嵌入式控制平臺(tái)，其中處理核心控制算法的主處理器采用運(yùn)算速度快、精度高、控制功能強(qiáng)大的DSP芯片TMS320F2812，而采用規(guī)模大、集成度高、可靠性強(qiáng)、編程靈活的FPGA芯片EP2C20來(lái)完成觸發(fā)脈沖生成、分配、傳輸、驅(qū)動(dòng)、邏輯綜合與控制等功能，具體控制框圖如圖2所示。其中，主控制系統(tǒng)與底層各功率單元的控制系統(tǒng)通過(guò)光纖編碼通訊。圖2 級(jí)聯(lián)型DSTATCOM裝置控制框圖本課題研究主要步驟： 理論研究與仿真分析理論研究工作是本課題的重要組成部分。本課題所涉及的理論研究主要包括裝置主電路拓?fù)涞难芯?、主電路參?shù)設(shè)計(jì)的研究、控制策略與算法的研究，檢測(cè)理論與技術(shù)的研究以及裝置故障機(jī)理與容錯(cuò)控制方法的分析研究等。首先對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的課題相關(guān)理論資料進(jìn)行收集整理、消化吸收，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題的研究方向與特點(diǎn)，通過(guò)仿真軟件工具（如MATLAB、PSCAD等）的仿真分析，研究并確定本課題DSTATCOM裝置的結(jié)構(gòu)選型、參數(shù)設(shè)計(jì)方法以及各種理論算法與控制策略等。最后，對(duì)試驗(yàn)樣機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，分析綜合裝置在各種試驗(yàn)條件下、模擬故障狀態(tài)下的運(yùn)行狀況和效果，以便對(duì)所用各種理論策略進(jìn)行驗(yàn)證以及發(fā)現(xiàn)和解決新的問(wèn)題。試驗(yàn)樣機(jī)的研制本課題所研究的DSTATCOM的相關(guān)理論算法、控制策略等關(guān)鍵技術(shù)，最后必須經(jīng)過(guò)實(shí)際裝置的運(yùn)行試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。該階段主要工作包括：裝置整體結(jié)構(gòu)布局的規(guī)劃設(shè)計(jì)、基于IGBT功率單元模塊的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)硬件電路、軟件程序的規(guī)劃設(shè)計(jì)、裝置的保護(hù)、自診斷監(jiān)測(cè)方法設(shè)計(jì)、元器件的選型采購(gòu)、各功能模塊的調(diào)試、樣機(jī)試運(yùn)行。課題研究的DSTATCOM試驗(yàn)樣機(jī)相關(guān)參數(shù)如表1：表1 試驗(yàn)樣機(jī)相關(guān)參數(shù)電壓等級(jí)1140V總?cè)萘?00kVA最高諧波補(bǔ)償次數(shù)13次級(jí)聯(lián)單元數(shù)4+1樣機(jī)的試制委托江蘇安方電力科技有限公司。該公司承擔(dān)江蘇省電力公司重點(diǎn)科技項(xiàng)目（J2008057），是一家專門(mén)進(jìn)行電能質(zhì)量治理等相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)的公司，主要產(chǎn)品電網(wǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化運(yùn)行集中控制系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）等，擁有完善的電力試驗(yàn)設(shè)備和一支專業(yè)、經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)生產(chǎn)隊(duì)伍，為試驗(yàn)樣機(jī)的成功研制提供了重要保證。參考文獻(xiàn)：1 劉文華，宋強(qiáng)，等. 基于鏈?zhǔn)侥孀兤鞯?0MVA靜止同步補(bǔ)償器的直流電壓平衡控制J. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2004, 24(4): 145-150.2 王江，王明，K. .M. 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