基于PWM整流器的靜止無功發(fā)生器的研究與實現.pdf

1、保護環(huán)境和節(jié)約能源已經成為當今世界的關注熱點，然而，在電力系統(tǒng)中，許多用電設備需要從電網獲取無功功率以維持自身的正常運行。無功功率會使公共電網產生大量的無功損耗，因此無功補償勢在必行。相比于傳統(tǒng)的無功補償裝置，靜止無功發(fā)生器(Static Var Generator—SVG)具有調節(jié)和響應速度快、可實現動態(tài)補償且穩(wěn)定性及可靠性高等優(yōu)點，已然成為現代柔性交流輸電系統(tǒng)的重要組成部分。
　　 SVG是將橋式變流電路通過連接電抗器并聯(lián)至

2、電網，控制橋式電路交流側電流，或者通過其交流側電壓的相位和幅值來間接控制，使SVG吸收或者發(fā)出適當的無功電流，以調節(jié)電網的無功功率使其滿足各項要求，實現動態(tài)無功補償的目的。本文重點研究了基于PWM整流器的靜止無功發(fā)生器，主要研究內容如下:
　　 1、三相電壓型PWM整流器的研究
　　 研究了三相電壓型PWM整流器的工作原理，推導了其在三相靜止（a，b，c）坐標系及同步旋轉(d，q)坐標系的數學模型。在對PWM整流器的各類

3、電流控制策略進行研究對比的基礎上，選擇了固定開關頻率的SVPWM電流控制策略，在此基礎上研究了PWM整流器電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。
　　 三相電壓型PWM整流器的啟動過程是指當直流側電壓達到指定值時，二極管不控整流橋停止對其充電并開啟PWM整流器進行控制。在啟動階段，會產生較大的沖擊電流，當電流尖峰過大時，可導致系統(tǒng)的過流保護動作甚至有可能會損壞開關器件，所以對啟動沖擊電流的研究顯得尤為重要。本文用解析方法分析了電網電動勢初始

4、相位角對三相電壓型PWM整流器啟動電流的影響，分析結果表明不同的電網電動勢初始相位角對啟動電流的影響不同，啟動時合理選擇電網電動勢初始相位角可以均衡三相電流，從而使開關器件的電流閾值減小，成本降低。實驗結果和理論分析吻合。
　　 分析了三相電壓型PWM整流器啟動沖擊電流產生的原因并采用電壓前饋補償方法減小啟動沖擊電流。實驗結果表明，采用電壓前饋補償后，啟動沖擊電流明顯減小。
　　 分析了死區(qū)的電壓和電流效應，并對死區(qū)效應

5、進行了補償。實驗結果表明，加入死區(qū)補償后穩(wěn)態(tài)電流波形明顯改善。
　　 2、靜止無功發(fā)生器的研究
　　 深入研究了靜止無功發(fā)生器的工作原理，得出了其在兩相旋轉(d，q)坐標系下的數學模型，同PWM整流器一樣，采用了基于固定開關頻率的SVPWM電流控制方法，設計了功率、電壓和電流三閉環(huán)控制系統(tǒng)。在此基礎上，在MATLAB/Simulink仿真平臺上分別對給定無功為常數和給定無功階躍變化兩種情況進行了穩(wěn)態(tài)及動態(tài)仿真分析，仿真結