鏈式SVG控制方法研究與裝置研發(fā).pdf

1、近幾十年以來，電力電子技術(shù)取得了快速的發(fā)展，在電能治理領(lǐng)域，面向低壓配電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理裝置應(yīng)用較廣，技術(shù)也趨成熟。在中高壓配電網(wǎng)中，一種基于H橋拓撲的多電平鏈式結(jié)構(gòu)，以其模塊化、易于擴展、輸出性能優(yōu)越等特點成為研究的熱點對象。本文以基于H橋拓撲的鏈式靜止無功發(fā)生器(static var generation,SVG)作為研究對象，本文主要工作如下：
　　一、介紹了電力系統(tǒng)無功補償?shù)谋尘凹捌湟饬x，針對于中高壓、大容量無功補償裝置，

2、對常見的幾種無功補償裝置拓撲結(jié)構(gòu)特點及發(fā)展狀況進行了對比分析，表明在35kV及以下配電網(wǎng)領(lǐng)域，基于H橋拓撲的鏈式SVG具有極大的應(yīng)用推廣價值。
　　二、對鏈式SVG的工作原理作了說明，建立了鏈式SVG在三相靜止坐標系、兩相正交靜止坐標系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型，分別分析了各坐標系下不同的電流耦合特性。對比了多載波調(diào)制和多電平SVM調(diào)制的特點，其中單極倍頻載波移相調(diào)制具有良好的消諧性能、倍頻等效頻率、數(shù)字化實現(xiàn)方便等優(yōu)點，故選作

3、本文的調(diào)制策略。
　　三、針對單相鏈式多電平拓撲在電氣化鐵路、光伏再生能源發(fā)電等單相電路應(yīng)用場合的特殊性，提出了單相鏈式SVG系統(tǒng)的整體控制策略，分別對鏈式SVG的直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制、電流跟蹤控制和模塊間直流側(cè)電壓平衡控制進行了設(shè)計。改進了傳統(tǒng)單相電路逆變器控制策略，所提控制策略具有更好的電流跟蹤效果，能實現(xiàn)快速的響應(yīng)速度及無穩(wěn)態(tài)靜差跟蹤。所提單相鏈式SVG控制策略可以直接應(yīng)用于單相電力網(wǎng)場合也可以作為三相角型鏈式SVG的分相控制

4、，仿真和實驗驗證了其可行性和有效性。
　　四、在同樣電壓等級應(yīng)用條件下，三相星型鏈式SVG相對于三相角型鏈式SVG所需的功率鏈節(jié)單元數(shù)較少；同時所研究的單相鏈式SVG控制方法可直接應(yīng)用于三相角型鏈式SVG，故本文研究了基于三相星型鏈式SVG系統(tǒng)的控制策略。對三相電網(wǎng)電壓不對稱條件下的相間直流側(cè)電壓平衡控制進行了研究，采用零序電壓注入法進行相間功率再平衡，給出了零序電壓的詳細數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程。在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系，電流分量沒有耦合，采用準P

5、R控制器，跟蹤性能良好，對所提控制策略進行了仿真驗證。
　　五、對額定電壓10kV、容量±2MVar的三相星型鏈式SVG進行了主電路硬件設(shè)計，并基于DSP+FPGA雙核控制器設(shè)計了SVG控制系統(tǒng)。完成了單相鏈式SVG的基本調(diào)試工作，驗證了所設(shè)計的硬件電路的可靠性和有效性，試驗結(jié)果也驗證了本文所提的單相鏈式SVG控制策略的正確性和有效性。
　　本文對中高壓、大容量電能質(zhì)量治理裝置展開研究，基于H橋拓撲的鏈式SVG，提出了針對不