多電平靜止無(wú)功發(fā)生器控制策略研究.pdf

1、靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)作為一種重要的柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)設(shè)備,能夠?qū)o(wú)功功率、諧波和不平衡電流進(jìn)行綜合補(bǔ)償,成為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯恐攸c(diǎn)和發(fā)展方向。為滿足裝置容量的需求,靜止無(wú)功發(fā)生器大多采用多電平的結(jié)構(gòu),但是傳統(tǒng)多電平結(jié)構(gòu)存在著缺點(diǎn),如筘位型多電平結(jié)構(gòu)存在電容電壓均衡問題,級(jí)聯(lián)型多電平結(jié)構(gòu)需要多個(gè)直流電容,增加了裝置的成本和控制的復(fù)雜性。因此,本文提出一種新型多電平靜止無(wú)功發(fā)生器,并對(duì)其主電路結(jié)構(gòu)和控制策略進(jìn)行研究。論文主要

2、工作如下:
　　 (1)介紹了電容器、晶閘管控制電抗型靜止無(wú)功補(bǔ)償器以及晶閘管投切電容型靜止無(wú)功補(bǔ)償器等幾種無(wú)源無(wú)功補(bǔ)償裝置的工作原理,對(duì)TCR、TSC等幾種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行仿真分析,比較了各種無(wú)源無(wú)功補(bǔ)償裝置的性能和特點(diǎn)。
　　 (2)闡述了靜止無(wú)功發(fā)生器的工作原理,介紹了電流間接控制和電流直接控制兩種控制方法,比較了這兩種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。詳細(xì)研究了三種常見的多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并分別指出各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

3、>　　 (3)提出了一種基于新型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靜止無(wú)功發(fā)生器,并對(duì)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理進(jìn)行分析。分析了基于移相載波PWM技術(shù)的電流跟蹤控制策略和直流側(cè)電壓控制方法。在PSIM仿真軟件中對(duì)SVG系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明本文提出的新型多電平SVG能夠?qū)χC波、無(wú)功和三相不平衡負(fù)載的具有綜合補(bǔ)償能力,并且補(bǔ)償效果良好,驗(yàn)證了本文所提拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略的有效性及正確性。
　　 (4)設(shè)計(jì)了新型多電平SVG的控制系統(tǒng),包括硬件

4、設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。采用DSP和FPGA組合作為SVG的控制系統(tǒng),其中DSP主要完成信號(hào)采集調(diào)理和控制計(jì)算工作,FPGA完成PWM脈沖產(chǎn)生工作。根據(jù)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),制定了相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)方案,并給出了主程序、定時(shí)器中斷子程序及FPGA模塊的工作流程圖。最后搭建了基于新型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SVG實(shí)驗(yàn)裝置,對(duì)單相實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文軟硬件設(shè)計(jì)的有效性和合理性,并且驗(yàn)證了該單相實(shí)驗(yàn)裝置具有良好的無(wú)功補(bǔ)償能力,表明本文所提控制策略的正確性