级联H桥型SVG直流侧电压控制策略的研究

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1、级联H桥型SVG直流侧电压控制策略的研究摘要：无功功率、电压跌落、谐波污染等电网问题，大大降低了电能质量。级联H桥型SVG具有无功补偿的功能，但其直流侧电容电压的平衡控制是一个难点。首先，本文分析了级联H桥型SVG的工作原理。然后，针对直流侧电容电压不平衡的问题设计了三级稳压平衡控制。最后，本文利用MATLAB/SIMULINK建立了级联H桥型SVG的仿真模型，并对仿真结果进行了分析。仿真结果表明，本文设计的级联H桥型SVG系统，无功补偿功能效果好和动态响应快，并验证了电容电压平衡控制策略的正确性。关键词：静止无功发生器；级联；H桥；直流侧电容电压；三级稳压；ControlStrat

2、egyofDCvoltageofCascadedH-bridgeSVGABSTRACT:Reactivepower.voltagedrop,harmonicpollutionandothergridproblemsgreatlyreducesthepowerquality.CascadedHbridgeSVGhasthefunctionofreactivepowercompensation.DCsidecapacitorvoltagebalancecontrolisaproblemof.CascadedHbridgeSVG.Firstofall,theworkingprinciple

3、ofcascadedHbridgeSVGisanalyzedinthispaper.Thenthree-levelbalancecontrolofdesidecapacitorvoltageisputforward.Finally,simulationmodelisbuiltbyMATLAB/SIMULINK,andsimulationresultsareanalyzed.Simulationresultsshowthatthesystemhasgoodcompensationeffect,anddynamicresponse・Thecorrectnessofthecapacitor

4、voltagebalancecontrolstrategyisalsoverified.KEYWORDS:SVG;Cascade;H-bridge;Desidecapacitorvoltage;Three-levelvoltagestability;1引言无功补偿对维持电力系统的稳定与经济运行，改善电能质量意义巫大。早期的无功补偿装置如同步调相机、饱和电抗器等存在着响应速度慢，维护困难以及损耗和噪声大等缺点。70年代末发展起來的晶闸管控制的静止无功补偿器（SVC）在无功补偿方而取得了较好的效果，但仍然存在着对电网的恒阻抗性、连续可控性差等弊病。80年代以来，釆用白换相变流电路的无功补

5、偿装置——静止无功发生器（SVG）开始发展起来，较之传统的无功补偿装置，SVG具有响应速度快，吸收无功连续，谐波电流小，损耗低，可结合多重化、多电平或PWM等技术进一步降低补偿电流中的谐波含量，大大缩小了无功补偿装置的体积和成本等优点。因此，SVG已成为无功补偿的一个高效的技术发展方向山。近些年，无功补偿装置朝着高压高压大容量、功能综合的方向发展。级联是设计高压高压大容量无功补偿装置的一个重要方法。但是级联H桥型SVG中,立流侧电容相互独立，这虽然简化主电路，使其省去了移相变压器和整流电路，但同时也带來了电容电压的平衡控制问题。电容电压不平衡，会降低SVG的输出特性。当不平衡程度校人

6、时，可能会因某个H桥单元的直流侧电容电压过高，引起开关器件误动作，从而导致电圧应力不均匀，烧毁器件，严重时共至导致系统崩溃。为了使立流侧电容电压平衡，常见的方法是增加硬件，如直流侧需额外增加变压器，但这使整个逆变器结构变得复杂，成本显著提高。或者仅仅考虑相间电压控制，这种方法不完整，效果不理想。本文，设计了直流侧电容电压的三级稳压平衡控制的方法，使直流侧电容电压能够维持到期望值。简化了主电路，而且全面考虑了直流侧电容电压的各级平衡控制。2级联H桥型SVG的工作原理SVG大都采用电压型桥式电路，工作时相当于电压型逆变器，可视为幅值和相位均可控的交流电压源。考虑到连接电抗器和变流器本身损

7、耗，SVG的单相等效电路如图1所示，工作原理如下图2所示。图2中，上图□相位滞后/,下图4和位超前人其中，电网电压和SVG输出的交流电压分别用以和以表示，电抗器X及等效电阻人的电压Z和为/为U和&的相位差，以□超前□以为正。0为因电抗器和等效电阻存在而产生的阻抗角。由图可见，因为电抗器和等效电阻的存在，以和SZ间存在相位差。改变〃及4的幅値，输出电流/P8YLODE的相位和大小也会随之改变，SVG发出的无功功率也就得到了调节。图1单相等效电路图3星形级联式