多電平靜止無功發(fā)生器控制策略研究.pdf

1、靜止無功發(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功功率、諧波和不平衡電流進(jìn)行綜合補償,成為動態(tài)無功補償?shù)难芯恐攸c和發(fā)展方向。為滿足裝置容量的需求,靜止無功發(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,如筘位型多電平結(jié)構(gòu)存在電容電壓均衡問題,級聯(lián)型多電平結(jié)構(gòu)需要多個直流電容,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功發(fā)生器,并對其主電路結(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功補償器以及晶閘管投切電容型靜止無功補償器等幾種無源無功補償裝置的工作原理,對TCR、TSC等幾種動態(tài)無功補償裝置進(jìn)行仿真分析,比較了各種無源無功補償裝置的性能和特點。
　　 (2)闡述了靜止無功發(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。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。

3、>　　 (3)提出了一種基于新型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靜止無功發(fā)生器,并對這種拓?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、無功和三相不平衡負(fù)載的具有綜合補償能力,并且補償效果良好,驗證了本文所提拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略的有效性及正確性。
　　 (4)設(shè)計了新型多電平SVG的控制系統(tǒng),包括硬件

4、設(shè)計和軟件設(shè)計。采用DSP和FPGA組合作為SVG的控制系統(tǒng),其中DSP主要完成信號采集調(diào)理和控制計算工作,FPGA完成PWM脈沖產(chǎn)生工作。根據(jù)系統(tǒng)硬件設(shè)計,制定了相應(yīng)的軟件設(shè)計方案,并給出了主程序、定時器中斷子程序及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實驗裝置,對單相實驗裝置進(jìn)行調(diào)試。實驗結(jié)果證明了本文軟硬件設(shè)計的有效性和合理性,并且驗證了該單相實驗裝置具有良好的無功補償能力,表明本文所提控制策略的正確性