【正文】 ion device and the status quo. Secondly, a detailed analysis of SVG basic structure, control methods and work principles, as well as the advantages and features of SVG. And describes the work of SVG features. Again, this paper focuses on SVG for Static Var Compensator improve the system voltage theory. Operations through the derivation of the formula to explain how to stabilize the system voltage . Finally, we use MATLAB/SIMULINK simulation software works and the use of SVG dynamic principle improve the system voltage simulation. And a prehensive analysis of the simulation results. 朗讀顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音字典“Key words: Reactive pensation； SVG； Stable voltage目錄摘要 IAbstract II1 前言 5 課題研究的目的和意義 5 無功功率的基本概念 5 無功補(bǔ)償?shù)淖饔?6 國內(nèi)外研究狀況 7 國內(nèi)情況 7 國外情況 8 常見無功補(bǔ)償裝置 8 靜止無功發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn) 10 論文的主要研究內(nèi)容 112 SVG的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 12 引言 12 SVG的基本原理 12 SVG的工作特性 17 SVG的電壓電流特性 17 SVG的諧波特性 17 SVG的其他特性 17 本章小結(jié) 183 SVG穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的理論研究 19 引言 19 SVG穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的理論研究 19 SVG的控制方法 20 電流間接控制 22 電流直接控制 24 本章小結(jié) 244 SVG工作原理的仿真研究 25 引言 25 SVG仿真模型的建立 25 SVG的波形分析 26 本章小結(jié) 275 結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29致謝 30 III 1 前言 課題研究的目的和意義作為一個(gè)人口眾多、資源又相對不足的國家，水、電、煤、天然氣、土地等很多能源的日益減少已經(jīng)成為制約我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，而且伴隨人口的繼續(xù)增長和資源的減少，這種矛盾還會(huì)不斷加劇。SVG靜止無功補(bǔ)償器提高系統(tǒng)電壓的理論研究東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)位論文 學(xué)號：A07070415 　　　　　　　 SVG型靜止無功補(bǔ)償器提高系統(tǒng)電壓的理論研究學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 所在院系： 所學(xué)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化中國2011 年 5 月Northeast Agriculture University bachelor dissertation Student ID:A07070415Research on并對仿真結(jié)果進(jìn)行了全面分析。因此，有磁場空間和電場空間才能存在無功功率產(chǎn)生的空間。通過統(tǒng)計(jì)、理論分析和各項(xiàng)技術(shù)措施來達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。由于無功功率完全由發(fā)電機(jī)提供并經(jīng)過長距離傳送在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，在技術(shù)上也是不可行的。這些補(bǔ)償措施對系統(tǒng)發(fā)生影響是由于它們改變了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，特別是改變了波阻抗、電器長度和系統(tǒng)母線上的輸入阻抗。可變無功的補(bǔ)償問題越來越受到有關(guān)部門的重視，電力部有關(guān)科研、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)單位對靜補(bǔ)裝置在電力系統(tǒng)中的作用進(jìn)行了不少試驗(yàn)研究工作。而并聯(lián)電容、電感則是第一代的靜止無功補(bǔ)償裝置，一般使用機(jī)械開關(guān)投切，但是機(jī)械開關(guān)投切的響應(yīng)速度以秒計(jì)，因此無法跟蹤負(fù)荷無功電流的變化；隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管取代了機(jī)械開關(guān)，誕生了第二代無功補(bǔ)償裝置。靜止無功補(bǔ)償器的重要特性是它能連續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置的無功功率。如果使用降壓變壓器將SVG連入電網(wǎng)，則還可以利用降壓變壓器的漏抗，所需的連接電抗器將進(jìn)一步減小。SVG響應(yīng)時(shí)間≤10ms，傳統(tǒng)靜補(bǔ)裝置響應(yīng)時(shí)間:60~100msSVG可在10ms之內(nèi)完成從額定容性無功功率到額定感性無功功率(或相反)的轉(zhuǎn)換，這種無可比擬的響應(yīng)速度完全可以勝任對沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償。工作特性是SVG裝置參數(shù)和制定相應(yīng)控制策略進(jìn)行補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)和重要依據(jù)。因此，改變SVG 交流側(cè)輸出電壓的幅值及其相當(dāng)于的相位，就可以改變連接電抗上的電壓，從而控制 SVG 從電網(wǎng)吸收電流的相位和幅值，也就控制了SVG 吸收無功功率的性質(zhì)和大小。改變這個(gè)相位差，并且同時(shí)改變的幅值，才能改變電流的相位和大小，從而SVG從電網(wǎng)吸收的無功功率的大小和性質(zhì)也就因此得到調(diào)節(jié)。相比而言，遠(yuǎn)小于補(bǔ)償容量相同的TCR等SVC裝置所需的電感量。系統(tǒng)、負(fù)載和補(bǔ)償器的單相等效電路圖如圖31所示：圖 31 系統(tǒng)、負(fù)載和補(bǔ)償器的單相等效電路圖其中為系統(tǒng)電壓，和分別為系統(tǒng)電阻和電抗。在靜止無功功率發(fā)生器的控制系統(tǒng)中，采用合適的檢測算法以便精確、快速檢測到所需要的指令信號以及采用合適的控制策略以便精確、快速產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)信號是兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。此外，為了保證SVG直流側(cè)的儲(chǔ)能元件保持足夠的電壓和電流，還需要對SVG直流側(cè)的電壓或電流進(jìn)行控制。角變化時(shí)，變流器將吸收一定的有功電流，因而直流側(cè)的電容將被充電或放電，因而引起的變化，從而引起的變化。 本章小結(jié)本章首先聲明了說明了電壓是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。 本章小結(jié) 仿真結(jié)果表明：無功功率補(bǔ)償器能夠很好地補(bǔ)償無功功率，使補(bǔ)償后的功率因數(shù)接近1，達(dá)到了補(bǔ)償?shù)哪康??；贛ATLAB軟件建立了SVG系統(tǒng)的數(shù)字仿真模型，并在不同電源和負(fù)載工況下進(jìn)行仿真和模擬試驗(yàn)。圖 41 SVG仿真原理圖圖42所示為SVG觸發(fā)電路仿真原理圖：圖表 42 SVG觸發(fā)電路仿真原理圖 SVG的波形分析 對SVG型靜止無功補(bǔ)償器的橋臂數(shù)、緩沖電阻、緩沖電容、電力電子設(shè)備、內(nèi)阻、正向電壓等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如圖所示43：圖表 43 SVG參數(shù)設(shè)置對SVG型靜止無功補(bǔ)償器的三相負(fù)荷進(jìn)行設(shè)置，其中配置、額定線電壓、額定頻率、有功功率、感性無功功率、容性無功功率的參數(shù)如圖44所示：圖表 44 SVG三相負(fù)荷參數(shù)設(shè)置對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其中正序振幅、線電壓、頻率、時(shí)間變化、波形變化、幅值、時(shí)間值的參數(shù)如圖45所示：圖表 45 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置圖 46 系統(tǒng)電壓變化波形圖46表明：無功功率補(bǔ)償器能夠很好地補(bǔ)償無功功率，使補(bǔ)償后的功率因數(shù)接近1，達(dá)到了補(bǔ)償?shù)哪康?。?）在工程實(shí)際應(yīng)用中，電流直接控制方法中的脈寬調(diào)制信號的產(chǎn)生方法用得最多的是滯環(huán)控制法和三角波比較法，而三角波比較法更多的用于連續(xù)時(shí)域控制，滯環(huán)控制法及改進(jìn)的滯環(huán)控制法則更適合于數(shù)字化控制應(yīng)用。則SVG從系統(tǒng)吸收的無功功率與有功功率分別為： (26) (27)可以證明，如果無功功率的符號以吸收超前無功功率為正，吸收滯后無功功率為負(fù)，則當(dāng)滯后于，SVG從電網(wǎng)吸收滯后無功功率時(shí)，其穩(wěn)態(tài)仍滿足以上五式，只是此時(shí)、和均為負(fù)值。同時(shí)，從SVG的工作原理分析得出，控制SVG的輸出電壓和電流都可以達(dá)到控制調(diào)節(jié)SVG輸出的無功電流的大小和性質(zhì)的目的。一個(gè)典型的SVG控制系統(tǒng)的工作過程是：檢測環(huán)節(jié)通過電壓互感器、電流互感器將電網(wǎng)和SVG輸出的電壓、電流輸送到檢測運(yùn)算電路，檢測運(yùn)算電路按給定的算法計(jì)算出所需要的有用信號傳送到控制器中，這些信號稱為指令信號。靜止無功發(fā)生器(SVG)是近年來發(fā)展起來的新型無功功率快速調(diào)節(jié)裝置，它能夠提供連續(xù)變化的感性或容性無功功率，從而在給定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的電壓控制。因此，SVG的運(yùn)行范圍比SVC 大，SVC 的運(yùn)行范圍是向下收縮的三角形區(qū)域，而SVG 的運(yùn)行范圍是上下等寬的近似矩形的區(qū)域，這是SVG 優(yōu)越于 SVC的一大特點(diǎn)。其電流超前和滯后工作的向量圖如圖227所示。它通過交流電抗器連接到電網(wǎng)上。通過SIMULINK建立了SVG的仿真模型，對仿真波形圖進(jìn)行分析，結(jié)果表明，SVG型無功補(bǔ)償在提高功率因數(shù)、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓等方面均能滿足要求。因此，SVG的電壓無功特性優(yōu)于SVC，即當(dāng)系統(tǒng)電壓變低時(shí)，同容量的SVG可以比SVC提供更大的補(bǔ)償容量。（4）靜止運(yùn)行，安全穩(wěn)定，沒有調(diào)相機(jī)那樣的大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，無磨損，無機(jī)械噪聲，將大大提高裝置壽命，改善環(huán)境影響。飽和電抗器與同步調(diào)相機(jī)相比，具有靜止型的優(yōu)點(diǎn)，響應(yīng)速度快；但是由于其鐵心需磁化到飽和狀態(tài)，因而損耗和噪聲都很大，而且存在非線性電路的一些特殊問題，又不能分相調(diào)節(jié)以補(bǔ)償負(fù)荷的不平衡，所以未能占據(jù)靜止無功補(bǔ)償裝置的主流。目前國際上幾個(gè)主要的產(chǎn)品形式有 FC2TCR (固定容性 + 可變感性) ,電感的調(diào)節(jié)也有用可控高阻抗變壓器、自飽和電抗器、直流偏磁電抗器的。 國內(nèi)情況靜止無功補(bǔ)償裝置 (Static Compensator) 或稱SVC 靜止無功系統(tǒng)是相對于調(diào)相機(jī)而言的一種利用電容器和各種類型的電抗器進(jìn)行無功補(bǔ)償(可提供可變動(dòng)的容性或感性無功)的裝置，簡稱靜補(bǔ)裝置(靜補(bǔ))或靜止補(bǔ)償器?？紤]到無功功率是由于系統(tǒng)中各種電容和電感所產(chǎn)生，人們最初使用了無源形式的補(bǔ)償方法。為了保證轉(zhuǎn)子繞組正常工作，發(fā)電機(jī)就不允許達(dá)到額定出力。（2）研究無功功率可以促進(jìn)節(jié)能。二極管整流電路的基波電流相位和電網(wǎng)電壓相位大致相同，所以基本不消耗基波無功功率。并且闡述了靜止無功發(fā)生器的工作特性。Static Var異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、熒光燈等都是典型的阻感負(fù)載。采用頻域分析法；另一種學(xué)派是Fryze的定義，采用時(shí)域分析法。（2）設(shè)備及線路損耗增加。（3）在三相負(fù)載不平衡的情況下，通過適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償可以平衡三相有功功率及無功負(fù)荷。當(dāng)電機(jī)同步運(yùn)行后，根據(jù)需要，人們控制其磁場，使之產(chǎn)生無功功率，或從系統(tǒng)吸收無功功率。 國外情況1967 年，第一批靜補(bǔ)裝置在英國制成以后，受到世界各國的廣泛重視，西德、美國、瑞士、瑞典、比利時(shí)、蘇聯(lián)等國竟先研制，大力推廣，使得靜止補(bǔ)償裝置比調(diào)相機(jī)具有更大的競爭力，廣泛用于電力、冶金、化工、鐵道、科研等部門，成為補(bǔ)償無功、電壓調(diào)整、提高功率因數(shù)、限制系統(tǒng)過電壓，改善運(yùn)行條件經(jīng)濟(jì)而有效的設(shè)備。 并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、安裝維護(hù)方便、損耗小等優(yōu)點(diǎn)。SVG和SVC不同，SVC需要大容量的電抗器、電容器等儲(chǔ)能元件，而SVG在其直流側(cè)只需要較小容量的電容器維持其電壓即可。這給SVC系統(tǒng)的濾波設(shè)計(jì)帶來許多困難，而在SVG中則完全可以采用橋式交流電路的多重化技術(shù)、多電平技術(shù)或PWM技術(shù)來進(jìn)行處理，以消除次數(shù)較低的諧波，并使較高次數(shù)如11等次數(shù)諧波減小到可以接