基于角型级联SVG的配电网综合补偿方法研究

发布时间：2020-08-08 04:17

【摘要】：近年来,现代化设备不断发展,各种分布式电源也迅速兴起,导致电网中各种非线性负荷增多,网络结构变得复杂。由此引发了一系列影响配电网电能质量的问题,如功率因数降低、电网损耗增大、谐波污染严重、三相不平衡及电压剧烈波动等,严重威胁着用户的用电安全和电网的经济运行。因此,补偿无功、抑制谐波以及治理三相不平衡成为当下研究的热点。在众多的补偿装置中,静止无功发生器SVG因其动态响应好、补偿功能强、易模块化扩展而备受推崇。因此,本文依靠角型级联SVG的结构优势,结合本文提出的改进的电流检测方法和控制技术,在满足配电网运行可靠性和经济性的前提下,对配电网的综合补偿策略进行了研究。本文涉及的研究内容如下:(1)根据本文的研究目的和应用环境选择了合适的SVG主电路类型,随后设计了角型级联SVG的总体结构框图,并依据级联SVG的等效电路进行建模分析,推导了级联SVG的补偿原理,这些为后续角型级联SVG实现对配电网的综合补偿奠定了基础。(2)通过对常用的级联SVG的电流检测算法的优点和不足进行分析整合,设计了基于d-q电流检测法改进的相电流提取方法,该方法主要应用于角型级联SVG对三相不平衡系统电流的检测,能够对正序有功分量以外的电流分量之和进行提取,避免了畸变电压对检测的影响,并且检测过程涉及的矩阵运算简单易实现。(3)由于本文研究的是配电网的综合补偿,即需要同时补偿正序无功、负序以及谐波电流,因而对传统的单序电流解耦控制进行改进,设计了基于d-q变换法改进的正负双序同步解耦控制的方法,实现了对正序、负序以及谐波电流的实时跟踪控制。(4)计算并选择了具有代表性的配电网不平衡负载,对角型级联SVG的元件参数进行了设计,并在Matlab仿真环境下设计了角型级联SVG补偿系统的完整模型,通过仿真对系统参数进行了优化调整,进而对本文设计的角型级联SVG电流检测方法和控制策略的可行性和可靠性进行了求证,结果表明本文提出的基于角型级联SVG的配电网综合补偿方法,可以很好地滤除谐波、补偿无功和调节负载不平衡。同时,可以为后期补偿装置的硬件搭建提供可靠的控制参数和调节方法。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM761
【图文】：

三相电压不平衡,向量图,变压器,相电压

沈阳农业大学硕士学位论文衡时对变压器的影响较为明显，不仅的中性点电位发生偏移（干耀生，1 所示，由于三相负载不对称，导致的相电压则较小，电压的幅值波动会电压发生偏移时，各相电压分别为 ′， ′ ′， ′

静止无功发生器,电压型,占地面积,无功

（a）TSC 型 (b) TCR 型 (c) TCR+MSC 型 (d) TCR+TSC 型图 1.2 SVC 的各种类型Fig.1.2 Variou types of SVC⑷静止无功发生器（Static var generator，SVG）静止无功发生器 SVG 是目前比较先进的无功功率补偿装置，其详细的补原理将在下节给以介绍。静止无功发生器SVG与SVC相比主要有以下几个优①SVC 在进行无功补偿的时候由于晶闸管的存在自身会产生大量的谐波，而则不会。②SVC 在补偿大功率负载无功时，需要很大的电容器，这就使得 S的占地面积偏大，SVG 相对于 SVC 来说占地面积则要小很多。③SVG 的动态应要优于 SVC，补偿范围更大，无功输出也更加平滑。根据应用场合的不同 S主要分为三相三线制电压型 SVG 和三相四线制电压型 SVG，其系统接线如图所示。

接线形式,静止无功发生器

（a）TSC 型 (b) TCR 型 (c) TCR+MSC 型 (d) TCR+TSC 型图 1.2 SVC 的各种类型Fig.1.2 Variou types of SVC⑷静止无功发生器（Static var generator，SVG）静止无功发生器 SVG 是目前比较先进的无功功率补偿装置，其详细的补偿原理将在下节给以介绍。静止无功发生器SVG与SVC相比主要有以下几个优势①SVC 在进行无功补偿的时候由于晶闸管的存在自身会产生大量的谐波，而 SV则不会。②SVC 在补偿大功率负载无功时，需要很大的电容器，这就使得 SV的占地面积偏大，SVG 相对于 SVC 来说占地面积则要小很多。③SVG 的动态响应要优于 SVC，补偿范围更大，无功输出也更加平滑。根据应用场合的不同 SV主要分为三相三线制电压型 SVG 和三相四线制电压型 SVG，其系统接线如图 1所示。

【参考文献】