低压静止无功发生器的设计与实现

目前,电力系统存在无功补偿容量不足的问题,大部分补偿装置的补偿手段落后,难以满足系统补偿要求,随着电力电子技术和控制理论的高速发展,利用静止无功发生器(SVG)实现动态无功补偿已经成为电力电子学科的一大研究热点。相对传统的补偿装置,SVG具有一定的技术优势,近年来学术界对SVG的研究一直非常活跃,但对于低压小容量的静止无功发生器的研究和应用并不广泛,本文提出了一种运用电力电子器件绝缘栅双极型晶体管(IGBT)实现的低压静止无功发生器的实验方案。本文首先对无功功率的物理意义和影响进行讲解,阐述了本课题的研究意义,接着介绍了无功补偿技术的发展史,将SVG和传统的无功补偿装置进行比较,总结出了SVG响应速度快、准确性高等性能特点。然后分析了SVG的系统结构、工作原理及数学模型等内容,阐述了无功电流检测、控制方式等技术的原理。最后对基于瞬时无功功率理论的几种无功电流检测方法进行分析比对,本文采用了电流直接控制方式中的dq轴控制策略。本文在理论研究之后,首先运用Matlab/Simulink平台,搭建了SVG系统的仿真模型,验证了采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的可行性,再根据各模块的功能和电路原理,制作了桥式主电路、采样调理、开关电源等硬件电路,并逐一对其进行测试,最后使用合众达有限公司的SEED-DEC2812控制开发板,编写软件控制程序,完成软硬件的联合调试,进行无功补偿实验。