1500米鉆井船電力系統(tǒng)諧波的分析與仿真研究.pdf

1、當(dāng)今鉆井船電力推進(jìn)系統(tǒng)中使用了大量變頻裝置，變頻裝置是鉆井船電網(wǎng)諧波主要來源。隨著鉆井船電力系統(tǒng)中變頻器容量等級不斷提高，使得鉆井船電網(wǎng)環(huán)境惡化。為抑制鉆井船變頻裝置以及負(fù)載跳變產(chǎn)生的諧波，本文以1500米作業(yè)水深鉆井船為研究對象，依托國家發(fā)改委“1500米作業(yè)水深鉆井船平臺電站系統(tǒng)集成”產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，針對鉆井船諧波問題進(jìn)行探討，主要研究如下:
　　1.為了解鉆井船諧波特點(diǎn)，利用電力系統(tǒng)仿真專用軟件EDSA對鉆井船實(shí)船建模，分別對航行

2、、作業(yè)兩種工況分析鉆井船的諧波源，通過仿真計(jì)算得出鉆井船母線電壓畸變率和電流畸變率，并選擇并聯(lián)有源濾波器抑制諧波。為使并聯(lián)有源濾波器能夠更好抑制鉆井船諧波，分別對并聯(lián)有源濾波器諧波的檢測理論及改進(jìn)算法、電流環(huán)控制及改進(jìn)方式、電壓環(huán)控制展開研究。
　　2.為提高諧波檢測精度，對pq諧波檢測、ip-iq諧波檢測以及FBD諧波檢測算法進(jìn)行理論分析，由于三種檢測算法都采用了低通濾波器（LPF），對諧波的檢測產(chǎn)生延遲，影響檢測精度。本文采用

3、一種基于FBD的改進(jìn)諧波檢測算法，該算法利用滑動窗取代傳統(tǒng)的低通濾波器，能快速、準(zhǔn)確的檢測出鉆井船供電系統(tǒng)中的基波電流和諧波電流，改進(jìn)的算法在鉆井船電網(wǎng)電壓不對稱或者電壓畸變的情況下，也能表現(xiàn)出良好的效果。
　　3.為提高諧波抑制精度，對鉆井船并聯(lián)有源電力濾波器的電流環(huán)和電壓環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對并聯(lián)有源電力濾波器的電流環(huán)，分別對無差拍控制原理與重復(fù)控制原理研究，由于無差拍控制策略控制電流環(huán)實(shí)時性差且精度低，本文結(jié)合了重復(fù)控制的原理，采

4、用基于重復(fù)控制原理的無差拍控制策略控制電流環(huán)；針對并聯(lián)有源電力濾波器的電壓環(huán)，由于有源電力濾波器工作時其主電路器件有能量的損耗，引起電容電壓不穩(wěn)定，通過對PI調(diào)節(jié)器控制電壓環(huán)研究，利用PI調(diào)節(jié)器解決了直流側(cè)電容電壓不穩(wěn)定問題。
　　4.利用設(shè)計(jì)好的并聯(lián)有源電力濾波器抑制鉆井船電網(wǎng)諧波進(jìn)行仿真分析。通過無差拍控制策略控制電流環(huán)仿真與基于重復(fù)控制原理的改進(jìn)無差拍控制策略控制電流環(huán)仿真對比，驗(yàn)證改進(jìn)無差拍控制策略控制電流環(huán)的合理性；通過