基于级联多电平技术的静止无功发生器的研究

随着社会及工业的发展，大量的电力电子元器件和非线性负载应用于电网中，会使电网的电能质量降低，严重时可以导致电网的瘫痪。众所周知，电力电子元器件和非线性负载组成的电路大多数呈感性性质，这些感性元器件工作是要消耗无功功率的。而无功的消耗会带来系统的损耗增大、电压降低。因此，如何进行无功补偿成为了目前研究的重点。 本文介绍了无功功率补偿的意义和无功功率补偿装置的发展概况，现阶段研究最多的就是静止无功发生器（Static Var Generation，简称SVG），一个完整的SVG无功补偿系统由主电路，检测电路和控制电路等组成。本文分别就以上三个方面进行了研究： （1）在主电路方面，采用H桥级联的主电路结构，该结构具有输出波形的谐波含量小、开关管承受的应力小的优点。对于H桥级联的逆变器的主电路采用载波移相的调制方法。 （2）在检测电路方面，当电网电压不对称时，由于相位差的存在传统的i p iq的检测算法不能准确的检测出系统的无功电流，因此采用了改进的i p iq的无功电流检测算法，即提取A相正序电压作为锁相环的输入，仿真结果表明，改进的i p iq算法在电压不对称且存在相位差时，能准确的检测出系统的无功电流。 （3）在控制电路方面，针对SVG是一个强耦合、非线性系统，因此采用以微分几何为基础，运用精确反馈线性化的原理设计控制器，使SVG这个强耦合非线性的系统解耦，分别对有功电流和无功电流进行控制。对于SVG直流侧电容电压的控制，采用PI控制器来控制，通过调节PI调节器的参数来维持直流侧电容电压的稳定。最后，在matlab上建立了SVG的仿真模型，仿真结果验证了算法的正确性。