靜止無功發(fā)生器的無功檢測方法和控制策略的研究.pdf

1、伴隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源緊缺的矛盾加劇，我國自然資源存儲不平衡的現(xiàn)象為電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)的構(gòu)建，是世界供電行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)則是此行業(yè)發(fā)展趨勢的核心技術(shù)，也是有效地降低電網(wǎng)投資成本和輸送損耗的關(guān)鍵所在。作為 FACTS技術(shù)新一代的核心裝置，靜止無功發(fā)生器(SVG)是指依靠電力電子變流器實現(xiàn)電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)型設(shè)備。根據(jù)電網(wǎng)所需要的無功補(bǔ)償指令，產(chǎn)生同相位頻率的補(bǔ)償電流，注入電網(wǎng)并

2、達(dá)到補(bǔ)償目的。靜止無功發(fā)生器的出現(xiàn)加快了智能電網(wǎng)的構(gòu)建步伐，此裝置的研究投產(chǎn)能有效防止電網(wǎng)在系統(tǒng)出現(xiàn)故障及過壓等情況下發(fā)生崩潰。因此，本課題針對以靜止無功補(bǔ)償器為主的的補(bǔ)償系統(tǒng)開展了研究工作。
　　本課題首先針對靜止無功發(fā)生器(SVG)的主電路圖、基本原理、以及在理想和實際有損耗兩種情況下的并網(wǎng)等效電路圖給出了理論分析。根據(jù)瞬時無功理論(基于正交坐標(biāo)變換、基于dq0坐標(biāo)變換計算無功)建立SVG的數(shù)學(xué)模型。進(jìn)而引出SVG無功補(bǔ)償系統(tǒng)

3、直接和間接的兩種電流控制策略并加以闡述。其次，本課題對各類無功檢測方法進(jìn)行分析，探究其各自的適用性以及局限性。重點研究并改進(jìn)了基于瞬時無功理論的檢測法和dq坐標(biāo)變換法；針對于開環(huán)檢測方法的弊端，提出了具有學(xué)習(xí)能力和抗干擾能力的自適應(yīng)無功檢測方法，給出了單相自適應(yīng)無功檢測、三相自適應(yīng)無功檢測的理論推導(dǎo)和原理模型。并在此基礎(chǔ)上，選擇了dq坐標(biāo)下的雙反饋的直接電流控制策略。在上述理論研究的基礎(chǔ)上，對補(bǔ)償系統(tǒng)的硬件給出了設(shè)計方案。介紹了SVG補(bǔ)

4、償系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖，明確了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，選擇TI公司的TMS320F2407A為DSP控制芯片；對SVG主電路的元件參數(shù)計算并選型，設(shè)計了信號預(yù)處理電路(電壓與電流)；并對PLL鎖相技術(shù)和電路原理和結(jié)構(gòu)框圖進(jìn)行詳細(xì)的分析介紹；選擇空間矢量PWM(SVPWM)控制方案；針對于系統(tǒng)的損耗給出了散熱方案以及電磁屏蔽保護(hù)方案。最后，利用MALAB/SIMULINK搭建了SVG補(bǔ)償系統(tǒng)整體的運(yùn)行程序以及各個模塊的運(yùn)行程序設(shè)計，給出了PWM脈寬生成