基于igbt链式svg关键技术的研究

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1、摘要相对于多重化结构的SVG，链式SVG具有无需采用多重化变压器、开关频率低、动态响应快、谐波少等优点，逐渐成为了无功补偿发展的趋势。本文主要对基于IGBT的链式SVG的主电路拓扑、调制技术和关键的控制问题进行了深入比较研究，并设计了小型试验平台。首先，本文结合大容量的设计要求，对主电路拓扑进行了深入研究：对比了五种大容量技术，详细分析了多重化与多电平的优缺点，之后研究了多电平技术中的三种主要拓扑结构，最终确定了链式H桥型的主电路结构；分析了链式SVG的工作特性并进行数学建模。快速准确的检测无功是补偿的前提，本

2、文介绍了SVG的理论基础——瞬时功率理论，对基于此的单相谐波检测进行了一定的研究。调制技术是决定补偿波形好坏的关键之一，本文研究了多种常用的PWM调制技术，并结合载波移相SPWM和层叠式SPWM的优点，提出了一种混合SPWM调制技术。链式H桥型SVG直流侧电压相互独立，使其保持一致是装置运行的前提。直流侧电压的控制即是有功功率的控制，本文将控制分为两步进行：总的有功功率控制和有功功率在各H桥之间的调节，由此提出了一种相位微调的控制策略。实际应用中，三相系统大多是不平衡的，本文对三相系统不平衡下的补偿问题进行了分

3、析，针对上层控制设计了一种分相控制策略。之后，对冗余控制进行了研究。最后搭建了链式SVG的试验样机，完成了部分软硬件设计，并进行了大量调试，验证结果进一步证明了本文的控制策略的正确性；对本文的工作做了一个总结，并对后续的工作做了展望。关键词：链式H桥型，混合型SPWM调制，直流电容电压平衡，分相控制，冗余容错控制，Saber仿真。AbstractComparedtothemultipletopology,cascadeSVGgraduallybecomesthetrendofreactivepowercompe

4、nsationbecauseofithasnozigzagtransformer,lowerswitchingfrequency,rapidresponsespeedandlowerharmonic．InmiSpaper,themaincircuittopologybasedoncascadeHbridge，PWMandthekeytechnologiesofcontrolarealldetailedstudiedandasmall—capacityexperimentprototypeisdesigned．F

5、irstly,themaincircuitstructureofSVGcombinedwimthedesignrequirementoflarge-capacityisstudied．Theadvantagesanddisadvantagesofthemultipleinverterandmultilevelinverterareanalyzed，andthemainthreekindoftopologyarestudied．Atlast，cascadeHbridgeinverterischose．Thenop

6、eratingcharacteristicsofcascadeHbridgeSVGisanalyzedandmathematicalmodeliSmodeled．Theinstantaneousreactivepowertheory,theoreticalbasisofSVG,isintroduced，andharmonicdetectioninsingle-phaseisdeeplystudied．PWMisoneofthekeyfactorsdeterminingcompensationeffect．Itp

7、resentsahybridSPWMcombinedwimcarderphase-shiftedSPWMandcarrierlayeredSPWM．DCcapacitorvoltagesofcascadeHbridgeSVGareindependent．ThebalancecontrolofDCcapacitorvoltageCanistwo-step：thetotalactivepowerandthedistributionbetweeneveryHbridges．Thepaperpresentsanewco

8、ntrolstrategybyphasefine-tuning．SystemvoltageimbalancecontrolisanotherkeyfactorofcascadeHbridgeSVGThecontrolissueisanalyzedunderunbalancedsysteminthepaper,andtheindividualphasecontrolstrategyisp