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采用三相PWM变流器直接电流控制的静止无功发生器研究0射频天线

2022-09-18

采用三相PWM变流器直接电流控制的静止无功发生器研究

采用三相PWM变流器直接电流控制的静止无功发生器研究 2011年12月09日 来源: Investigation of Static VAR Generator with a current control Strategy of a PWM inverter Li Ke, Zhuo Fang, Li Hongyu, Wang Zhaoan (Xi’an Jiaotong University 710049 China) Abstract: The reactive power compensating is vital to improve the power quality. This paper deals with a static VAR generator with an instantaneous reactive power theory-based control strategy which employs a three-phase voltage source inverter. According to the different compensating objects, two specific control methods are presented and their formulas are also given respectively. Simulated results obtained with Matlab are also given and discussed to validate the whole system,Finally, experiments based on the two methods are presented and analyzed. Key words: Reactive Power Compensating; Static VAR Generator; Instantaneous Reactive Power Theory 1 引 言 无功补偿对维持电力系统的稳定与经济运行,改善电能质量意义重大。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年代末发展起来的使用晶闸管控制的静止无功补偿器(SVC)在无功补偿方面取得了较好的效果,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,采用自换相变流电路的无功补偿装置-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。 目前国内的SVG研究,只有在2000年清华大学和河南电力局联合研制的以GTO为开关器件,通过变压器耦合到配电系统的多重化结构的 20Mvar SVG装置投入试运行。从世界范围来看,自1980年日本研制出20MVA的世界上第一台采用强迫换流方式的SVG以来,世界著名的电气公司GE,西门子等都竞相推出了容量为数十Mvar的SVG装置,产品已比较成熟。本文主要探讨了以三相变流器为主电路结构,通过交流侧电抗与电网直接并联的SVG系统的工作原理与控制方法;在控制上,以瞬时无功功率理论为基础,实现电流的直接控制。最后给出仿真结果及实验波形并进行分析。2 主电路结构及工作原理 采用三相桥结构的SVG装置,可以分为电压型和电流型两种主电路结构。由于运行效率的原因,目前大都选用电压型桥式结构,见图1。电路的主要结构为三相PWM强迫换流的电压型变流电路(VSI);变流器通过三个进线电抗与电网连接,可以滤除电流中的较高次的谐波;直流侧是储能电容C,用以和交流侧交换能量,并滤除VSI输入电流纹波。 图1 电压型桥式SVG的电路示意图 Fig 1 SVG circuit with VSI structure SVG工作时是通过开关的通断将直流侧的电压转换成与网侧同频率的电压,故将其等效为一个交流电压源,其幅值和相位都可以控制。以单相工作原理为例,将连接电抗和变流器本身的损耗视为连接电抗的总体电阻R考虑,示意图如图2所示。以电网电压相位为基准相位,由于不考虑SVG的阻抗,根据要吸收或发出无功的不同, a) 单相等效电路 b) 工作相量图 图 2 SVG等效电路及工作原理(计及损耗) Fig 2 Equivalent circuit of single-phase and Working principle (considering of circuit loss) 电流 的相位

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