高壓級聯(lián)型SVG系統(tǒng)設(shè)計與裝置研發(fā).pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展進步，各種新型用電負荷大量接入電網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)電能質(zhì)量不斷降低。為了確保電能質(zhì)量，無功補償是一項重要而有效的方法。SVG裝置以其快速的動態(tài)響應(yīng)性能，顯著的無功補償效果得到了越來越多的關(guān)注。本文以一種應(yīng)用于中高壓配電網(wǎng)的SVG為研究對象，采用級聯(lián)H橋型逆變器作為SVG的主電路，采用單極倍頻載波移相調(diào)制策略，以較低的器件開關(guān)頻率得到較高的等效開關(guān)頻率效果。全文工作總結(jié)如下:
　　一、本文從高壓動態(tài)無功補償系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

2、出發(fā)，對比了各種適用于高壓場合的主電路拓撲結(jié)構(gòu)，選取級聯(lián)H橋型逆變器作為SVG裝置的主電路。分析了載波移相調(diào)制應(yīng)用于級聯(lián)H橋型逆變器的特性及優(yōu)勢，設(shè)計了基于電壓電流雙閉環(huán)控制的控制系統(tǒng)。
　　二、本文針對主電路與控制電路電氣隔離的難題，介紹了光纖隔離檢測技術(shù)在級聯(lián)型SVG直流側(cè)電壓測量中的應(yīng)用，考慮低通濾波環(huán)節(jié)產(chǎn)生的檢測延時，根據(jù)瞬時功率平衡原則，建立了直流側(cè)電壓控制模型，分析了控制器參數(shù)變化對電壓外環(huán)穩(wěn)定性的影響;在離散域內(nèi)建立

3、了電流內(nèi)環(huán)的控制模型，分析了AD采樣過程、零階保持器和滯后一拍控制對電流內(nèi)環(huán)穩(wěn)定范圍的影響，并對分析結(jié)果進行了仿真驗證。
　　三、以搭建單相實驗樣機為例，詳細介紹了樣機的軟硬件設(shè)計。硬件設(shè)計包括控制系統(tǒng)的設(shè)計，直流側(cè)電容、交流側(cè)連接電抗、功率器件及驅(qū)動選型和級聯(lián)H橋數(shù)目的確定等部分。本文設(shè)計的控制系統(tǒng)由低壓側(cè)的主控制板和分別位于高壓側(cè)每一個級聯(lián)單元上的驅(qū)動擴展板組成，通過光纖實現(xiàn)兩者的電氣隔離連接。控制系統(tǒng)設(shè)計中，另外還介紹了多采

4、樣芯片并聯(lián)設(shè)計，過零檢測電路和硬件保護電路等內(nèi)容。軟件部分，主要介紹了DSP內(nèi)采樣及控制算法的實現(xiàn)和FPGA內(nèi)三角載波移相調(diào)制的實現(xiàn)。
　　四、介紹了低壓試驗中主電路逆變特性試驗、并網(wǎng)試驗、直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制試驗和高壓試驗等部分的實驗過程及結(jié)果，通過樣機的試驗進一步驗證了本文各項設(shè)計的正確性。
　　本文針對應(yīng)用于高壓場合的靜止無功發(fā)生器(SVG)的結(jié)構(gòu)、原理、控制策略進行了分析和研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)給出了具體的實施方案，并通