SVG无功补偿技术及在低压配电网的应用研究.pdf

分类号:TM714 单位代码:10433
密级: 学号:Y1004127
山东理工大学
硕士学位论文
SVG 无功补偿技术及在低压配电网
的应用研究
Research and application of Static Var Generator (SVG) in
low-voltage work
研究生: 代彬
指导教师: 杜钦君
申请学位门类级别: 工学硕士
学科专业名称: 电力电子与电力传动
研究方向: 电力电子装置及控制技术
论文完成日期: 2013 年 4 月 20 日
独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰
写过的研究成果,也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过
的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并
表示了谢意。
研究生签名: 时间: 年月日
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研究生签名: 时间: 年月日
导师签名: 时间: 年月日
山东理工大学硕士学位论文摘要
摘要
近年来,低压配电网中的非线性、冲击性等的负荷迅速增多,致使电网的电能质
量严重恶化。同时现代工业、商业和居民用户对电能质量提出了更高的要求。配电系
统是电力系统直接与用户相联的一个环节,供电质量的好坏直接影响到用户的经济效
益和设备安全。基于以上原因,有必要将灵活交流输电技术 FACTS(Flexible AC
Transmission System)运用于配电系统中,提高电力系统的安全性,改善供电质量。
本文首先介绍无功补偿装置的基本发展状况,以及国内外对静止无功发生器
(SVG)的研究现状及发展趋势,然后对 SVG 基本结构和原理进行了研究,建立了 SVG
数学模型,并对 SVG 的运行特性及稳定性进行了计算分析。无功电流信号的快速准
确获取是无功补偿的前提,研究了瞬时无功功率理论,基于瞬时无功功率理论法和同
步旋转变换理论法,在对其深入分析后设计了基于 dq 坐标变换的电流矢量检测算法。
为提高 SVG 的控制性能,设计了 SVG 双闭环控制策略——电流内环和电压外环控制,
可以实现无功电流的实时动态补偿。
利用 Matlab/Simulink 强大的仿真功能,建立了 SVG 系统的整体仿真模型,包括
三种无功电流检测仿真模型、PWM 信号产生仿真模型等。通过多种运行情况的仿真
实验对本文设计的无功电流检测法和控制策略进行了验证及优化。仿真结果表明本文
设计的 SVG 具有良好的动态性能,可以达到精确的无功补偿效果。
对 SVG 系统进行了软硬件设计。其中硬件设计包括主电路单元、IGBT 驱动电路、
控制电路、采样电路和电源电路等的设计。软件设计包括控制系统主程序、A/D 转换
子程序、控制算法子程序和 SVPWM 输出子程序等。
关键词:静止无功发生器,SVG,电流矢量检测法,双闭环控制,Matlab 仿真
I
山东理工大学硕士学位论文 ABSTRACT
ABSTRACT
In recent years, low voltage distribution grid, the non-linear load increases rapidly,
resulting in the serious deterioration of power the other hand, the modern
industrial, commercial and residential users of electricity put forward higher requirements
for the power quality,Distribution system is a directly link associated with the user, and the
power supply quality directly affects the economic benefits and equipment safety of
on the above reasons, it is