VIENNA整流器并联实现静止无功补偿控制方法研究

doi:10.11799/ce202304025

煤炭工程 ›› 2023, Vol. 55 ›› Issue (4): 135-140.doi: 10.11799/ce202304025

VIENNA整流器并联实现静止无功补偿控制方法研究

丁冠华¹,田长庚¹,吕嘉琪¹,程红¹,王聪²

1. 中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院
2. 中国矿业大学（北京）机电学院

收稿日期:2022-07-26 修回日期:2022-11-03 出版日期:2023-04-20 发布日期:2023-06-05
通讯作者: 丁冠华 E-mail:1009979623@qq.com

The Control Method of VIENNA Rectifiers in Parallel to Realize Static Reactive Power Compensation

Received:2022-07-26 Revised:2022-11-03 Online:2023-04-20 Published:2023-06-05

摘要/Abstract

摘要： 针对煤矿供电系统中由于非线性负载大量接入而造成的电能质量问题，以及目前广泛应用的集中式电能质量调节装置成本高、体积大的缺陷，提出了一种基于VIENNA型整流器并联实现静止无功补偿的控制方法，以改善煤矿供电系统的电能质量。所提控制方法使得一部分VIENNA整流器提供无功功率，剩余VIENNA整流器用于补偿系统谐波。该方法有效地抑制了VIENNA整流器在补偿无功功率时存在的输入电流过零畸变问题，进而极大地提高了此类整流器在电能质量治理方面的能力。最后通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词: VIENNA整流器, 无功补偿, 输入电流点过零畸变, 解耦控制

Abstract: In view of the power quality problems caused by the massive access of non-linear loads in the power supply system of coal mines, and the defects of high cost and large size of the centralized power quality regulation devices widely used at present, this paper proposes a control method based on the parallel connection of VIENNA type rectifiers to realize static reactive power compensation in order to improve the power quality of the power supply system. This method effectively suppresses the input current over-zero distortion problem of VIENNA rectifiers in compensating reactive power, which in turn greatly improves the capability of such rectifiers in power quality management. Finally, the feasibility and effectiveness of the proposed method are verified by simulation.

中图分类号:

TD461

丁冠华, 田长庚, 吕嘉琪, 程红, 王聪. VIENNA整流器并联实现静止无功补偿控制方法研究[J]. 煤炭工程, 2023, 55(4): 135-140.

参考文献

[1] 郝帅，煤矿井下供电系统存在的问题与解决对策分析[J].当代化工研究, 2021(03):87-88. [2]安学君，舒新建.电力电子技术在现代化煤矿企业中的应用[J].煤炭技术, 2012, 31(01):46-47 [3]姜燕.我国煤炭事故统计分析及其防治措施[J].煤炭技术, 2013, 32(06):94-96 [4]张增强.基于比例谐振控制的煤矿井下无功补偿装置应用研究[J].煤炭工程, 2018, 50(05):44-46 [5]李忠奎.煤矿井下低压电网谐波检测分析装置研制[J].电子设计工程, 2017, 25(02):85-87 [6]李治，程红，赵志浩，申伟良，王聪.单相无电解电容整流器研究[J].煤炭工程, 2020, 52(10):170-175 [7]杨金鑫, 祝龙记.矿用电机车车载充电系统研究[J].工矿自动化, 2019, 45(01):104-108 [8]张全柱, 张飞平, 裴翠玲, 邓永红.一种新型矿用铅酸蓄电池智能充电器的研制[J].工矿自动化, 2013, 39(03):35-39 [9]方崇全.煤矿机器人井下自主快速安全充电方法研究[J].煤矿安全, 2021, 52(08):152-155 [10] Viitanen, T, and H. Tuusa . " Space vector modulation and control of a unidirectional three-phase/level/switch VIENNA I rectifier with LCL-type AC filter."[J].IEEE Power Electronics Specialist Conference IEEE, 2003, :1063-1068 [11]王涛, 陈昌松, 段善旭, 朱文杰, 刘恬畅.用于改善电流过零点畸变的整流器空间矢量调制策略[J].电工技术学报, 2019, 34(18):3854-3864 [12]朱文杰, 陈昌松, 段善旭.一种改善整流器输入电流品质的载波钳位调制方法[J].电工技术学报, 2019, 34(08):1677-1688 [13] Xu H, Yao W, Shuai S .Improved SVPWM schemes for vienna rectifiers without current distortion[C]// 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). IEEE, 2017. [14]Park J H, Lee J S, Kim M Y, et al.Diagnosis and Tolerant Control Methods for an Open-Switch Fault in a Vienna Rectifier[J].IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2021, PP(99):1-1 [15] B.Kedjar, H. Y. Kanaan and K. Al-Haddad，" Vienna Rectifier With Power Quality Added Function，" in IEEE Transactions on Industrial Electronics，vol. 61，no. 8，pp. 3847-3856，Aug. 2014. [16] Alahuhtala J, Virtakoivu J, Viitanen T, et al.Space Vector Modulated and Vector Controlled Vienna I Rectifier with Active Filter Function[C]// Power Conversion Conference-nagoya. IEEE, 2007:62-68. [17] Mukherjee D, Kastha D .Voltage Sensorless Control of VIENNA Rectifier in the Input Current Oriented Reference Frame[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2019, PP:1-1. [18] Molligoda, D.A., et al. " Analysis of the Vienna Rectifier under Nonunity Power Factor Operation." 2018 Asian Conference on Energy, Power and Transportation Electrification (ACEPT) IEEE, 2018. [19] Molligoda, D.A., et al. " Current Distortion Mitigation in Grid-Connected Vienna Rectifier During Nonunity Power Factor Operation." Conference of the Industrial Electronics Society IEEE, 2020. [20]Park J H, Lee J S, Lee K B.Sinusoidal Harmonic Voltage Injection PWM Method for Vienna Rectifier with an LCL-filter[J].IEEE Transactions on Power Electronics, 2020, PP(99):1-1 [21]Molligoda D A, Ceballos S, Pou J, et al.Hybrid Modulation Strategy for the Vienna Rectifier[J].IEEE Transactions on Power Electronics, 2021, PP(99):1-1 [22] 庄园.基于无桥结构的级联式整流器及其控制策略研究[D].中国矿业大学(北京)，2018.

VIENNA整流器并联实现静止无功补偿控制方法研究

The Control Method of VIENNA Rectifiers in Parallel to Realize Static Reactive Power Compensation

PDF (Mobile)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 14

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	齐亚南, 刘保国, 魏岱宁, 杨文晓. 光伏电站无功补偿容量计算方法研究#br# #br# [J]. 煤炭工程, 2023, 55(2): 24-28.
[2]	贺虎成, 谭阜琛, 司堂堂, 王驰. 基于SVG的采煤机电能质量控制策略研究[J]. 煤炭工程, 2022, 54(8): 129-135.
[3]	程红申伟良司明君管玉应王聪. 一种电压前馈功率解耦控制策略下的Buck型复合式整流器研究[J]. 煤炭工程, 2021, 53(8): 0-0.
[4]	李治, 程红, 赵志浩, 申伟良, 王聪. 单相无电解电容VIENNA整流器研究[J]. 煤炭工程, 2020, 52(10): 170-175.
[5]	李宏慧. 谐振阻抗型混合有源滤波器在煤矿电网中的应用[J]. 煤炭工程, 2018, 50(8): 86-88.
[6]	张增强. 基于比例谐振控制的煤矿井下无功补偿装置应用研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(5): 44-46.
[7]	巩华刚，臧朝伟，张贵生，等. 基于APF的静止无功发生器应用研究[J]. 煤炭工程, 2016, 48(2): 65-68.
[8]	王彦文王文涛江志武白树斌张艳平. 基于MATLAB的电容器组的投切相位分析[J]. 煤炭工程, 2012, 44(10): 111-113.
[9]	殷庆纵. 基于DSP的智能无功补偿装置设计[J]. 煤炭工程, 2011, 43(7): 14-16.
[10]	孟祥侠. 合理配置SVC对煤矿母线电压的影响[J]. 煤炭工程, 2011, 43(6): 118-120.
[11]	丁炳英. 10KV动态无功补偿成套装置在塔山矿35KV变电站的成功应用[J]. 煤炭工程, 2011, 43(5): 56-57.
[12]	段鹏飞. 煤矿电网电能质量改善技术研究[J]. 煤炭工程, 2011, 43(4): 19-20.
[13]	黄明. 基于DSP的动态无功补偿装置的研究设计[J]. 煤炭工程, 2011, 43(4): 119-121.
[14]	杜占义. 有源电力滤波器及其在煤矿的应用[J]. 煤炭工程, 2011, 43(2): 13-14.