静止无功发生器的仿真研究

发布时间：2017-08-02 10:22

  本文关键词：静止无功发生器的仿真研究

  更多相关文章： 无功补偿 静止无功发生器 无功功率 无功电流检测 级联式

【摘要】：随着电力网络和电子技术的飞快发展,电网的规模越来越大,投入的电力设备越来越多,大批非线性装置的应用产生了大量的谐波和无功功率,使电网的电能质量受到严重影响,稳定性遭到极大的破坏。因而,对电网谐波的抑制和无功的补偿变得十分重要。在无功补偿装置中,由于静止无功发生器(SVG)具有响应速度快、滤波能力强、控制精准等优异性能,逐渐成为无功补偿领域研究的热点。本文首先介绍了无功功率的物理概念、研究意义,无功对电网的影响,无功补偿设备以及SVG的发展趋势。接着论述了SVG的系统构成和有无内部损耗时的两种不同工作原理,对于SVG的主电路结构,主要分析了两种多电平结构,分别是箝位式和级联式。在无功电流检测方面,先简单叙述了传统的检测方法,之后对基于瞬时无功的p-q检测法、p qi-i检测法、d qi-i检测法分别进行了详细分析,通过分析,选择了精准度高、控制迅速、检测范围广的d qi-i检测法。然后论述了级联式多电平电路的工作原理、级联式PWM控制法、H桥级联的星形与三角形接法、级联式SVG的数学模型。在SVG的控制方面,采用了电流直接控制与直流电压平衡控制相结合的控制策略。在SVG的拓扑结构中,级联式多电平电路是最具应用前景的结构,本文以级联式SVG作为研究对象,根据原理列出它的数学模型,以此模型为基础通过上述的检测与控制策略来设计出一套完整的SVG系统,由整套系统的数学模型计算出电路的控制参数。为了验证级联式SVG的补偿性能,在MATLAB软件平台上构建它的系统仿真电路,由仿真结果表明,级联式SVG系统运行稳定、动态补偿性能良好。级联式SVG直流侧电容电压的均衡问题直接关系到系统的稳定性,同时也是SVG设计中的难点之一,本文提出了一种新的两级控制方法,第一级利用相间电压实现各相电压总体控制,第二级通过相间电压平均值实现各功率单元平衡控制。仿真结果证明了两级控制策略具有良好的稳压和均压性能。
【关键词】：无功补偿 静止无功发生器 无功功率 无功电流检测 级联式
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761.12
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究的背景9-14
• 1.1.1 无功功率的基本概念及研究意义9-11
• 1.1.2 无功补偿器的分类和发展11-13
• 1.1.3 静止无功发生器的优点13-14
• 1.2 国内外静止无功发生器的发展历程14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 2 静止无功发生器的工作原理17-25
• 2.1 SVG的系统构成17-18
• 2.2 SVG的工作原理18-22
• 2.2.1 不考虑SVG内部损耗20-21
• 2.2.2 考虑SVG内部损耗21-22
• 2.3 SVG的主电路拓扑结构22-24
• 2.3.1 箝位式多电平结构22-23
• 2.3.2 级联式多电平结构23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 SVG电流检测设计25-32
• 3.1 传统无功电流检测方法25-26
• 3.2 瞬时无功电流检测26-31
• 3.2.1 p-q检测法27-29
• 3.2.2 i_p-i_q检测法29-30
• 3.2.3 i_d-i_q检测法30-31
• 3.3 本章小结31-32
• 4 静止无功发生器的控制方法32-55
• 4.1 级联式多电平电路的工作原理32-33
• 4.2 H桥级联三角形与星形接法33-34
• 4.3 级联式PWM控制法34-37
• 4.4 级联式SVG的数学模型37-41
• 4.5 SVG的控制41-54
• 4.5.1 电流直接控制策略41-51
• 4.5.2 直流侧电压平衡控制51-54
• 4.6 本章小结54-55
• 5 级联式SVG仿真系统设计55-67
• 5.1 MATLAB简介55
• 5.2 主电路及控制系统仿真模型搭建55-59
• 5.3 仿真结果及分析59-66
• 5.4 本章小结66-67
• 6 结论与展望67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-72
• 个人简历、在学期间发表的学术论文72-73
• 致谢73

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