静止无功发生器SVG原理及工程应用的若干问题

静止无功发生器SVG原理及工程应用的若干问题作者：庄文柳，张秀娟，刘文华，ZHUANGWen-liu，ZHANGXiu-juan，LIUWen-hua作者单位：庄文柳,ZHUANGWen-liu(上海电力设计院有限公司)，张秀娟,ZHANGXiu-juan(思源清能电气电子有限公司)，刘文华,LIUWen-hua(清华大学)刊名：华东电力英文刊名：EASTCHINAELECTRICPOWER年，卷(期)：2009，37(8)引用次数：0次参考文献(8条)1.朱永强变压器隔离型链式D-STATCOM与不平衡负荷补偿研究20052.冯煜理.陈陈静止同步补偿器与传统静止无功补偿器的比较与分析2005(9)3.袁志昌链式静止同步补偿器的控制与保护策略研究20064.许树楷.宋强.刘文华配电系统大功率交流电弧炉电能质量问题及方案治理研究2007(19)5.AinsworthJD.DaviesM.FitzPJStaticVarCompensator(STATCOM)BasedonSingle-phaseChainCircuitConverters1998(4)6.AnT.PowellMT.ThanawalaHLAssessmentofTwoDifferentSTATCOMConfigurationsforFACTSApplicationinPowerSystems19987.HansonDJ.WoodhouseML.HorwillCSTATCOM:aNewEraofReactiveCompensation2002(3)8.WoodhouseML.DonoghueMW.OsborneMTypeTestingoftheGTOValvesforaNovelSTATCOMConvertor相似文献(10条)1.期刊论文陈波.卓放.王兆安.CHENBo.ZHUOFang.WANGZhao-an100kVA三相四线系统用增强型SVG的研制-电工电能新技术2007,26(1)本文详细介绍了100kVA三相四线制系统用增强型SVG装置的研制和实验运行情况.文中首先简要分析了该装置的工作原理,然后介绍了装置所采用的四臂对形式的主电路拓扑结构和基于双DSP的数模混合控制的控制策略,最后给出了多种补偿功能实验和现场运行的结果.结果表明,本文所提出的装置采用TTA(基于时域变换)算法,不但具有良好的谐波补偿能力,并且还能补偿无功和抑制不平衡电流和中线电流.该装置运行稳定,补偿方式灵活,具有很高的现实意义.2.学位论文孙卫华用于低压动态无功补偿的电压源型SVG技术及装置研究2006柔性交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystem—FACTS)的出现为现代电力系统的安全、经济、可靠和优质运行提供了十分有效的手段，成为近年来一项有效改善电能质量的新兴技术。静止无功发生器(StaticVARGenerator-SVG)作为柔性交流输电系统中的重要组成部分，借助其优越的特性和良好的控制效果，成为了当今国内外的研究热点。本论文针对SVG在低压领域的应用研究研制了实验装置。本文首先介绍了无功补偿装置的主要类型及发展和静止无功发生器的特点及国内外研究现状。分析了SVG的主电路拓扑和工作原理，并介绍了瞬时无功功率理论在SVG中的应用，结合以上两部分内容推导了SVG等效电路模型，并且对所建模型进行了稳态分析和暂态分析，并通过仿真验证了理论分析的正确性。为使实验装置具备优良的性能，对SVG的控制方法进行了研究。分别针对间接控制方法和直接控制方法制定了控制方案，并通过仿真分析比较了两种控制方法的优缺点，为后面实验装置的设计提供了指导意义。根据仿真比较结果，选定了直接控制方案，并进行了整体系统结构设计，包括主电路、控制电路、驱动电路和辅助电源。最后，按照硬件电路设计研制了基于IGBT的SVG实验装置，并且在实验平台下进行了多种特性的试验，包括控制电路工作特性、装置运行工作特性和装置阶跃响应特性。实验结果表明，该装置具备快速的响应特定，能够按要求进行无功补偿，达到了预期的目标，同时也为SVG的进一步研究提供了坚实的基础。3.学位论文岳怡寰基于负荷端综合特性调节的SVG控制方法的研究与试验2006基于正弦脉宽调制电压源逆变器(SPWM-VSI)结构的静止同步补偿器是柔性交流输电系统中的一种重要的无功补偿装置。它将电力电子技术、计算机技术和现代控制技术应用于电力系统，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快速的无功调节，在保持负荷特性的同时，能防止电压崩溃现象发生并提高线路的有功输送能力。本文从电压崩溃谈起，以简单的物理支路分析了崩溃现象发生与负荷特性和无功功率的关系，提出了无功备用的必要性。详尽分析了SVG的工作原理及无功功率的概念，分析了控制角单变量控制、控制角与调制深度(δλ)协调控制的控制系统结构，本文采用后种策略。设计了基于PWM控制的以电压源逆变器为主电路并包含有保护电路的SVG实验系统，其中主电路元件采用IGBT智能功率模块，控制系统采用数字信号处理器TMS320LF2407，采用SPWM脉冲发生方法，用控制角与调制深度相结合的双变量协调控制手段，进行调节。结合以上的硬件电路和控制软件的设计，研制了SVG的实验装置，并且在实验室的环境下进行了各种特性试验，证实了该装置的可行性，实现了装置发出容性无功功率或吸收感性无功功率的功能和无功功率幅值的调节，由此证明可以对无功调节从而可以提高线路有功输送能力。4.会议论文杨兆华.孙卫华.秦忆PWM控制模式下的三相电压源型SVG等效电路分析与控制2006本文提出了一种适合电压领域应用的基于PWM控制模式下的三相电压源型静止无功发生器(SVG)的等效电路模型,利用该模型对SVG的主电路进行了稳态和小信号分析,给出了分析结果,并通过电路模拟仿真,证明了该建模方法及分析的正确性.最后,在该模型基础上利用进行了控制器的设计,并分别通过仿真和实验证明了控制器设计的有效性。5.学位论文刘芳霞基于滞环控制的静止无功发生器的研究2007由于配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉等非线性负荷的大量使用及对供电质量越来越高的要求，谐波抑制和无功功率补偿问题变得越来越重要。本课题针对直流提升机拖动系统对电网及周围设施带来的影响，采用SVG静止无功发生器补偿装置，实现对整流装置这类非线性负载产生的无功及谐波的动态补偿。本文从SVG基础理论入手，分析了动态无功功率补偿原理，讨论了SVG主电路的几种结构，比较参考电流检测方法及电流的控制方法，确定采用三相两电平变流器作为SVG主电路的结构，利用基于瞬时无功功率理论的电流检测方法——i,p-i,q法检测谐波和无功电流，采用电流的直接控制。本文对SVG控制算法进行了研究，通过分析滞环跟踪控制的工作原理，阐述滞环控制下变流器的工作频率、电网电压、变流器直流侧电压及主电路电感和滞环宽度之间的关系，介绍电压空间矢量的基本原理，提出了电压空间矢量和滞环控制相结合的控制算法——电压空间矢量的双滞环控制。分析误差电流的矢量控制，讨论的误差电流的可控性，利用内环控制的输出状态来判断误差电流所在的区域，外环控制的输出状态来判断参考电压所在的区域，对电压空间矢量的双滞环控制算法进行了设计及实现。本文简要的介绍了MATLAB/SIMULINK仿真软件，在前面理论分析的基础上，建立了仿真模型，并给出了仿真结果。通过仿真验证了控制算法的可行性及补偿的有效性。最后，作者对全文做出总结，归纳了本论文研究的内容以及结果，指出了存在的不足。6.学位论文黄小光基于TMS320F2812的电力电子实验平台及其在SVG中的应用2006在大功率交流传动系统、大容量无功补偿和有源滤波系统的研究开发过程中，算法的确定至关重要。通常采用系统仿真方式进行算法选择验证，但是为了尽可能模拟实际情况按比例缩小的实验系统是必不可少的。本文旨在建立一个能适应多种电力电子应用系统的开放型实验平台，方便工程人员或者研究人员进行算法的验证和调试。进一步地，应用该平台构建了一台小容量SVG(无功发生器)实验样机，研究了基于旋转坐标变换的SVG控制方式，并在该实验样机上实现了该控制算法。本文首先阐述了电力电子实验平台的设计要求，并结合设计要求研究了整体设计方案，然后重点介绍了电力电子实验平台的硬件设计和软件设计，最后结合对SVG控制方式的研究，在实验样机上进行了实验，给出了实验结果。硬件部分首先简单介绍了电力电子实验平台的主电路结构设计和驱动电路设计；然后着重研究了实验平台的控制电路设计，控制电路采用TI公司的TMS320F2812为核心控制器且设计了USB，RS232和CAN通信接口，灵活的信号采集调理电路和模拟数字信号转换电路，数字逻辑电路等。软件部分的研究主要分为两大部分，第一部分为上位机软件，包括USB在XP环境下的驱动程序和虚拟示波器程序等；第二部分是下位机软件，包括SVG算法，通信及通信控制程序等。虚拟示波器不但能够实时监测各种运行在下位机的变量状态还能对这些变量进行在线编辑。最后给出实验结果，通过对示波器波形和上位机监控软件波形的对比，验证了上位机虚拟示波器的可用性。本文实现了电力电子实验平台的基本功能，研究SVG控制方式，并在应用该平台构建的SVG实验样机上实现了控制算法。实验平台提供了开放的人机接口，实现了多种通信方式，显示了很强的实用价值。7.会议论文陈波.卓放基于TTA算法的100kVA大功率三相四线制系统用增强型SVG的研制2006本文介绍了基于三相四线制系统的100kVA大功率增强型SVG装置的研制和实验运行情况.文中首先分析了该装置的工作原理和主电路拓扑结构,阐述了利用TTA算法应用于该装置的优点,以及该算法的具体实现过程,最后给出了实验结果.结果表明,将TTA算法运用于本文提出的装置中,具有良好的谐波补偿能力,并且能补偿无功和抑制不平衡电流和中线电流.该装置运行稳定,补偿方式灵活,具有很高的现实意义.8.学位论文周俊基于IGBT的静止无功发生器的研究2006利用静止无功补偿装置实现动态无功功率补偿的研究是电力系统一种新的无功补偿方法。静止无功发生器(SVG)是柔性交流输电设备的重要成员之一，作为新一代无功功率补偿装置，它以其平滑的无功调节、快速的动态特性等优良性能引起了国内外科研与工程领域的广泛关注，而我国在这方面尚处于起步阶段。本文提出了一种基于IGBT的静止无功发生器(SVG)实验装置研制方案，对静止无功发生器进行了深入分析和研究。本文首先比较了现有的无功补偿装置，分析了SVG的优越性能。根据SVG的动态补偿原理，讨论了其补偿性能；总结了电流间接控制和电流直接控制中的典型控制方法，分析了这几种控制方法的优缺点；介绍了瞬时无功功率理论及其在无功控制和无功检测方面的应用。然后，研究设计了SVG的主电路参数，以及基于DSP芯片的数字控制系统的软硬件与保护电路的设计。最后应用MATLAB软件对两种控制方式的SVG进行仿真，对仿真结果进行了分析，验证了本文所设计的SVG系统的正确性与优越性。9.学位论文熊以旺SVG对电气化铁路电能质量补偿效果的研究2009近几年，我国电气化铁路得到了迅速的发展，一方面，电力牵引在实现高速、重载、节能和环保等方面具有显著的优越性，引起了人们的高度重视；另一方面，电力负荷的非线性、单相性与冲击性，会导致牵引负荷功率因数低、注入电力系统的谐波与负序电流较大。本文就静止无功发生器(SVG)对电气化铁路电能质量的补偿效果进行了分析。本文以目前运行比较多的韶山9型（SS9）电力机车为例，分析了SS9型电力机车的主电路工作原理，建立了在牵引工况下的数学模型；并在此基础上，仿真分析了SS9型电力机车在正常牵引状态和考虑换段运行两种情况下对电力系统的影响。为评估SVG对电气化铁路电能质量的综合补偿效果，提出了一种基于改进层次分析法（AHP）和概率统计的电能质量综合评估方法。在详细介绍SVG补偿原理的基础上，以上海南翔牵引站为例，从二个层次上评估了SVG对电气化