新型静止无功补偿器控制方法及仿真

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1、电能质量lPowerQuality新型静止无功补偿器控制方法及仿真介绍了采用三相变流器为主电路结构的静止无功补偿发出所需无功电流，实现动态无功补偿的器装置的结构及其原理，采用基于瞬时无功功率的检算方目的。法，对两种控制策略进行了介绍，分析其优缺点并进行SVG单相等效电路及工作原理如图2Matlab仿真，验证各种控制策略的补偿效果及其动态响应所示。电网电压和变流器交流侧基波电等方面的能力，从而为静止无功补偿器投入实际应用提供压分别用相量和表示，电抗上的实验佐证。电压．即为。和的相量差，连接电李媛汤钰鹏／dE京交通大学申

2、，气工程学院抗的电流可由其电压来控制。该电流即为SVG从电网吸收的电流，。因此，改变SVG交流侧输出电压的幅值及相对于随着大功率电力电子器件的发展，的相位，就可以改变连接电抗上的电无功电流对电力系统的影响已不容忽视。压，从而控制SVG从电网吸收电流的相无功补偿对维持电力系统的稳定与经济位和幅值，也就控制了SVG吸收无功功运行、改善电能质量意义重大。静止无率的性质和大小。功补偿器(StaticVarGenerator，SVG)J木较之传统的无功补偿装置，具有响应速li，，L——————————■_—■———一度快、吸收

3、无功连续、谐波电流小以及损耗低等优点，已成为高效无功补偿的电流超前电流滞后一个发展方向¨。(a)单相等效电路(b)工作相量图本文介绍了SVG的原理和几种控制图2SVG等效电路及工作原理(不考虑损耗)李媛策略，并利用Matlab，在一定的无功电SVG控制方法是SVC及其相关技术流检测方法下，对SVG的多种控制策略的重点研究课题之一。根据补偿要实现的进行仿真比较，验证了各种控制策略的功能和应用场合，目前SVG的控制可以补偿效果及其动态响应等方面的能力。分为电流间接控制和电流直接控制。电流间接控制法虽然经过算法改进和SVG

4、原瑾及控制方法检测电流方法的改进，其动态响应能力有SVG原理如图1所示。将自换相桥了一定提高，但总体的动态响应不如直接关键~Keywords式电路通过电抗器并联在电网上，通过控制。本文就两种直接电流控制策略进静止无功补偿器·控制开关器件的通断，来调节桥式电路行仿真比较，探讨其稳态和动态性能。瞬时无功理论·交流侧输出电压的相位和幅值，或者直1．滞环瞬时比较控制控制策略·接控制其交流侧电流，使该电路吸收或一单相采用滞环比较器的瞬时值比较)●)I仿真·方式控制原理图如图3所示。通过检算方————法得出的补偿电流指令信号与逆

5、变器——=(VSI)实际发出的补偿电流信号i进行盔LI2I3比较，两者的偏差△作为滞环比较器的输入，通过滞环比较器产生控制VSI主电图1SVG基本电路结构图58I嘭与‘铂·石化电气·2008年第27卷第22期新型静止无功补偿器控制方法及仿真PowerQualityI电能质量路中开关器件通断的PWM信号，该PWM信号经制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制，直接驱动电路放大后控制开关器件的通断，从而控制控制指令电流的发生，进行反馈控制。应用瞬时补偿电流i，的变化。滞环比较器的输出特性如图4无功功率理论把负载电流解耦成基波

6、分量(包括所示。从该图可以看出，滞环比较器输出是一系基波有功和基波无功)和谐波分量，即列宽度相差较大、分布无规律的脉冲序列，而且负载=p+i9+ib(1)脉冲宽度受滞环宽度影响较大。式中，i为基波有功电流；i。为基波无功电流；i为谐波电流。式(1)进行abc／dq转换后，可得到i、。两个通道。通常的方法是将这两个通道分别经过LPF滤波，得到i、i。的直流分量，再经过abc／图3采用滞环比较器的瞬时值较方式dq逆变换，得到同时补偿基波无功和谐波的电流信号。基波无功与谐波都补偿的电流检’测法如滞环图6所示。1O图4滞环比

7、较器输出特性在滞环瞬时比较控制方式中，滞环比较器的滞环宽度对补偿电流的跟随性能有较大的影响。当滞环宽度较大时，电力半导体开关器件的开关图6基波无功与谐波郡补偿的电流检测法频率较低，故对开关器件的要求不高，但是跟随本文则应用改进了的无功电流检测方法，误差较大，补偿电流中高次谐波较大。反之，当断开i通道，最终只对基波无功进行补偿。仅补滞环宽度较小时，虽然跟随误差较小，但是开关偿基波无功的电流检测法原理图如图7所示。锁频率较高。因此，在采用滞环比较的控制方式相环(PLL)用来产生与A相电压同相位的正弦时，需要设置恰当的滞环

8、宽度，必要时采取变滞信号和余弦信号；仅保留从负载电流中分离出的环宽度的方法，才能达到较好的跟踪效果。无功成分i。；U是直流侧电容电压的给定值，。2．三角波比较控制是其反馈值，两者之差经PI调节后输入到基波有三角波比较方式原理图如图5所示。该方式功支路，作为△代替原来的i分量，与i。一起与其他用三角波作为载波的PWM控制方式不同，进行abc／dq