毕业论文--静止无功功率补偿器的设计3

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1、静止无功功率补偿器的设计设计要求:认识静止无功补偿器的主电路结构，工作原理，并简单介绍其常用控制方法。能够介绍静止无功补偿器的硬件电路设计思路；对静止无功补偿器的软件设计有一定的认识。尽量指出一种合适的控制方法。摘要静止无功发牛器(SVG)是柔性交流输电系统中的一种重要的控制器。它是近年来新岀现的一种基于大功率逆变器的静止无功补偿装置，是电力行业世界前沿科技柔性交流输电系统屮的重要组成部分。它将电力电子技术、计算机技木坏口现代控制技术应用于电力系统，通过对装置输出电压相位的控制，对电力系统的网络参数和网络结构实施灵活、快速的控制，从感性到容性的整个范围进行连续的无

2、功调节，达到快速补偿系统对无功功率的需求，从而抑制电压波动并增强系统稳定性。电力系统的快速发展对电网电压的稳定性和系统动态稳定性提出了更高的要求。本文设计的静止无功补偿器采用了先进的数字信号处理器DSP作为控制核心。充分利用DSP强大的数字信号处理功能，冇瓣及时完成采样、控制、实时计算等任务，实珍睐寸系统快速的动态响应。DSP在SVG的控制过程中表现出巨大的潜能，为以后越来越复杂的控制策略和方法提供了一种解决平台。其主电路及其辅助电路，并口应用能够有效抑制谐波的SPWM法进行控制，进一步改善了输出电压波形质量。一•前吕目录二•静止无功补偿器的总体设计1•静止无功补

3、偿器的主电路2•静止无功补偿器的工作原理3•静止无功补偿器的常用控制方法三•静止无功补偿器具体设计(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)电力电子主回路主回路直流电容逆变器IPM的缓冲电路IGBT门极驱动控制电路工作电源TMS320LF2407DSP的结构和特点釆样信号预处理装置滤波器程序流程图参考文献自我评价一•前吕采用自换相变流技术的静止无功补偿装置一一高级静止无功发生器(ASVG).目前静止无功发生器(SVG)得到了快速的发展并进入实用阶段。SVG己成为静止无功补偿技术的发展方向，是今后柔性交流输电系统的一个重要元件。它的主要功能是在电力系统中

4、起到动态无功发生、无功补偿、电压支撑和改善系统电压稳定的作用。总的说来，静止无功发生散器由于具有响应速度快、可以在从感性到容性的整个范围内进行连续的无功调节，特别是在欠压条件下仍可有效地发出无功功率和在系统对称运行条件下所需储能电容容量较小，从而具有可以减小装置体积等优点，而得到了电力工业界越来越大的关注。因此本课题研究的无功补偿器为静止无功补偿器。二・静止无功补偿器的总体设计1・静止无功补偿器的主电路静止无功补偿器(ASVG)分为电压补偿器和电流补偿器两类。其简单主电路结构:上图为电压型的补偿器，如果将直流侧的电容器用电抗器代替，交流侧的串联电感用并联电容代替，

5、则为电流型的补偿器。交流侧所接的电感L和电容C的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收换相时产生的过电压。无论是电压型，还是屯流型的SVG其动态补偿的机理是相同的。当送到逆变器的脉宽恒定时，调节逆变器输岀电压与系统电压之间的夹角5就可以调节无功功率和逆变器直流侧电容电压Uc,同时调节夹角§和逆变器脉宽，即可以在保持Uc恒定的情况下，发出或吸收所需的无功功率。SVG装置的核心部分是逆变电路，它将整流后的直流电压进行逆变以产生-个频率与系统相同的交流电压，并且这个电压的幅值和相位都可调，然后通过电抗器把这个电压并到电网上去，从而产生所需的交流无功功率。利用IGBT智能模

6、块后，逆变器电路无论是在体积、性能、稳定性上还是控制方式上都得到了极大的简化。本文中所介绍到的静止无功发生器是电压型的SVG,它具有主电路的拓扑结构简单，且逆变装置所用的电压型器件1GBT易于控制，灵活方便。2•静止无功补偿器的工作原理静止无功补偿器的主电路出来了，那么它是如何工作的呢？它的具体工作原理是什么？首先我们先看看SVG的工作原理图：图2逆变器1PM的输出经过一个数值不大的电抗X「（包括变压器的内抗）接入三相交流电网，调节逆变器输出电压仏的相位，使得Vi与交流电网电压代同相（相角差5=o）,这么看来逆变器就变成为一个无功功率发生器了，从而可以得出：当输出

7、电压Vi高于电网电压Ys吋，这吋无功功率发生器输出滞后的无功即感性的无功功率。当输出电压也低于电网电压也时，这时无功功率发生器输出超前的无功即容性的无功功率。因此，控制无功功率发牛器（逆变器工PM）输出电压呂的大小，即可控制其输出无功功率的数值大小及其性质（超前或滞后）。从以上的分析我们可以知道，逆变器IPM能独立地与电网进行无功功率的交换，并能从系统吸收有功功率，为直流侧电电容器提供能量的支持。3•静止无功补偿器的常用控制方法前面已经介绍，由无功电流（或者无功功率）参考值调节SVG,控制SVG发出无功的性质和大小，就可以补偿负载所需的无功，具体的控制方法可以分为

8、间接控制和