基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器的研究

随着电力系统的发展,尤其是远距离输电、消弧线圈、无功补偿等技术的发展,对可控电抗器的需求越来越大。目前,可控电抗器的种类繁多,各有优缺点。本文主要对控制能力强、输出谐波小的低谐波正交可控电抗器进行了深入的研究。 文章在分析正交可控电抗器工作原理的基础上,对其控制特性及谐波特性进行深入研究。采用三维磁阻网络法建立了正交可控电抗器的仿真模型,并利用Saber仿真软件进行仿真分析,得出了控制特性及谐波特性曲线。仿真模型的建立有利于进一步的分析与设计。 正交可控电抗器性能优越,但其产生的谐波超出了电网的谐波标准,严重影响了它的应用推广。本文研究采用谐波注入法的低谐波正交可控电抗器,此电抗器是通过在普通正交可控电抗器上增加一个谐波补偿绕组,达到抑制工作电流谐波的目的。在此基础上,提出了基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器,并与基于电压型变流器的低谐波正交可控电抗器进行比较分析。 基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器具有结构简单、控制性能好、可靠性高的优点,文中设计了其控制系统。控制器包括指令电流运算电路和电流跟踪控制电路。指令电流中除了谐波电流信号外,还包括维持直流控制电流恒定的控制信号和抑制PWM变流器输出滤波器振荡的控制信号。电流跟踪控制电路可采用滞环和三角波比较的两种PWM控制方式。通过仿真验证了控制器各部分设计的正确性。 文中给出了基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器的主电路的设计方法。包括PWM变流器的设计,输出滤波器的设计,以及工作绕组、控制绕组、补偿绕组匝数的设计方法。 本文提出了一种基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器,并对其进行系统的研究和设计,通过仿真实验验证基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器能够在保持良好控制特性的同时,使工作电流中的谐波含量大幅度降低。