基于SVG技术10kV系统电压稳定性的研究

发布时间：2017-09-13 05:11

  本文关键词：基于SVG技术10kV系统电压稳定性的研究

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【摘要】：近年来,中压配电网非线性负荷的增加,导致电压波动较大,为了稳定电压波动,无功补偿装置市场需求增加。另一方面,现代工商业和居民用户对电能质量要求提高,不仅要保证供电连续可靠,而且要保证电压的持续稳定。10kV输电系统属于中压范围,有着广阔的应用范围,也是和用户相连接的重要一环。10kV输电线路上的电压和电流的好坏会影响到用户安全。基于以上原因,FACTS柔性配电技术应用到10kV电网,使负荷端电压保持在一个较为平衡的范围内。本文对容量较大、响应速度快的静止无功发生器进行研究,减小SVG输电端谐波畸变率、抑制冲击电流和电压闪变,消除负载端电压不平衡,使电压的稳定范围、功率因数符合国家要求,提高电力系统的可靠性和供电质量。对目前应用的SVG拓扑结构和工作原理进行分析,用三电平SVG替代传统两电平SVG。从中点箝位式三电平静止无功发生器主电路拓扑结构出发,针对直流侧电容电压不平衡的缺点,提出了一种三电平SVG电压定向控制策略。建立三电平SVG数学模型,并对电压定向控制策略及直流侧电压稳定性进行了仿真验证,通过有无SVG装置、电压定向控制和空间矢量控制的比较以及三电平SVG和两电平SVG装置的比较进行仿真实验。仿真结果验证了电压定向控制可以保证直流侧电压的稳定性,可以给输电线路补偿无功电流,直流侧电容电压稳定可以使SVG装置提高输电线路电压稳定。
【关键词】：静止无功发生器 SVG 三电平逆变器 电压定向控制 Matlab
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761.12
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题的背景和意义8
• 1.2 国内外研究现状及意义8-10
• 1.3 SVG相对于SVC的优点10-11
• 1.4 本文主要研究内容11-12
• 第二章 SVG装置工作原理及数学模型建立12-22
• 2.1 SVG结构及工作原理分析12-16
• 2.1.1 两电平SVG结构和工作原理12-15
• 2.1.2 三电平SVG拓扑结构15-16
• 2.2 三电平SVG控制原则16-17
• 2.3 SVG稳态分析17-18
• 2.4 SVG主电路及各个元件参数设计18-21
• 2.4.1 SVG主电路设计18
• 2.4.2 SVG直流侧电压计算18-19
• 2.4.3 开关器件选择19-20
• 2.4.4 交流侧电感计算20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 三电平SVG无功电流检测及仿真验证22-33
• 3.1 d-q坐标下的电流矢量检测法22-26
• 3.2 仿真验证26-32
• 3.2.1 仿真模型建立26-27
• 3.2.2 仿真分析27-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第四章 三电平SVG控制策略及仿真验证33-54
• 4.1 SVG控制策略分析33-42
• 4.1.1 电流间接控制34-35
• 4.1.2 电流直接控制35-36
• 4.1.3 阻抗匹配方法36-37
• 4.1.4 电压矢量法分析37-38
• 4.1.5 电压定向控制策略38-42
• 4.2 三电平SVG仿真分析42-48
• 4.2.1 建立仿真模型42-43
• 4.2.2 仿真分析43-48
• 4.3 基于静态电压稳定裕度的无功规划模型48-53
• 4.3.1 电力系统的静态电压稳定裕度48-49
• 4.3.2 影响静态电压稳定裕度的主要因素49
• 4.3.3 负荷增长方向以及发电机出力变化49-50
• 4.3.4 SVG对电压稳定余度的影响50-51
• 4.3.5 静态电压稳定裕度与电压幅值的关系分析51-53
• 4.4 结论53-54
• 第五章 控制系统硬件及软件设计54-68
• 5.1 SVG结构框图54-55
• 5.2 IGBT驱动电路设计55
• 5.3 控制器电路设计55-58
• 5.3.1 时钟电路设计57
• 5.3.2 复位电路设计57-58
• 5.3.3 JPAG接口电路设计58
• 5.4 采样电路设计58-63
• 5.4.1 电压型霍尔传感器的选择及设计59-60
• 5.4.2 电流型霍尔传感器的选择及设计60-61
• 5.4.3 信号调理电路设计61-63
• 5.4.4 过零检测电路设计63
• 5.5 电源电路设计63-64
• 5.6 控制系统主程序设计64-65
• 5.7 A/D转换子程序设计65-66
• 5.8 控制算法子程序设计66-67
• 5.9 IGBT触发脉冲程序设计67
• 5.10 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-69
• 参考文献69-72
• 在读期间公开发表论文72-73
• 致谢73

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