低压配电网中三相静态无功发生器的研究与设计

发布时间：2020-05-07 11:03

【摘要】：目前低压配电网中不断增加的各类非线性设备会消耗大量的无功功率,而电网中的无功功率容量不足或容量过剩都会对电能质量产生严重影响,因此快速有效的无功补偿对提高供电的可靠性具有重要的意义。静止无功发生器(SVG)作为一种目前较先进的动态无功补偿装置,具有响应快、谐波少、体积小、运维成本低的优点,但SVG传统控制策略存在鲁棒性低、耦合性高的问题使SVG的控制难度提高。论文在对SVG传统的控制系统和控制理论进行分析的基础上,对控制策略进行了改进,使SVG控制系统具有更高的鲁棒性和更低的耦合性。本文首先分析了对SVG控制系统进行研究的必要性,对SVG装置的工作原理做了详细的阐述,根据系统输入和输出特性建立了SVG装置在运行状态下的数学模型,并验证了数学模型在正常运行范围内具有良好的稳定性。在对比分析了基于三相瞬时无功理论的p-q检测法和i_p-i_q检测法等两种方法的基础上,提出了一种基于直接电流控制的新型双闭环控制策略:在直流侧采用滑模变结构控制法代替传统PI控制法对外环电压进行控制,使系统直流侧的电压稳定性更好,收敛速度更快;对交流侧内环电流采用解耦控制,达到系统耦合性降低和控制效果优化的目的。在此基础上设计了包括SVG主电路、驱动电路、辅助电源电路、信号检测电路和主控制器在内的SVG硬件电路,并进一步设计了包括主程序流程、双闭环控制流程、中断保护流程、SVPWM调制流程和数字滤波流程在内的控制系统软件流程图。最后,在负载容性、负载感性和负载性质由容性变为感性三种条件下对SVG的控制系统通过MATLAB/Simulink进行了仿真验证,仿真结果显示本文设计的SVG控制系统可以实现对无功功率的快速、动态和稳定的补偿。
【图文】：

（a）电压型逆变电路 （b）电流型逆变电路图 2-1 SVG 逆变电路的两种类型Fig. 2-1 Two types of SVG Inverters如图 2-1（a）图为电压型逆变电路，2-1（b）图为电流型逆变电路。图（a）

图 2-2 SVG 直流侧结构拓扑Fig. 2-2 Structure Topology of SVG DC Side示的SVG直流侧整流电路开始工作时电容从系统母线相全桥整流电路转换成直流电能为充电电容充电并连接
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM761.12

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本文编号：2652874