低压静止无功发生器的建模和仿真研究

论文摘要

随着社会经济的快速发展,电能作为一种清洁、高效、易使用的能源形式,成为社会经济快速发展的重要物质保证,是各种高新技术,尤其是信息技术有效使用的前提。伴随着各种用电设备对电能质量的要求不断提高,和柔性交流输电的需要,电能质量中的无功补偿问题显得越来越重要。静止无功发生器（SVG）作为电力系统无功功率动态补偿的有效方法,逐步成为电力系统领域研究的热点。本文的研究目的是探讨低压静止无功发生器（SVG）装置的设计、建模和仿真,为SVG在实际应用中提供理论参考。提出了三种检测无功电流的算法:包括基于瞬时无功理论的p-q法,ip-iq法和dq0无功检测方法,通过在仿真平台上的试验,验证了各种算法下无功检测精度的能力和动态响应能力,分析了各种检测方法出现误差的原因,得出了三种无功电流检测方法的适用范围。同时,在三相三线制电压型静止无功发生器拓扑结构的基础上,论证了两种直接电流控制方法:滞环控制和三角波比较控制。采用MATLAB软件对系统进行了仿真,搭建了三种无功电流检测仿真模型,两种控制策略仿真模型,以及电源模型等模块。分别完成了对两种控制策略,即滞环控制和三角波比较控制策略在ip-iq检测法下的仿真对比,得出了两种控制策略的优缺点。以及在dq0检测法下采用三角波比较控制策略进行三相电源电压不对称时的补偿仿真,比较了在两种不同电压不对称度时的无功补偿情况。仿真结果验证了各种控制策略的无功补偿性能良好,所提出的控制方法具有有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 无功补偿及柔性交流输电技术
• 1.1.1 无功补偿的作用
• 1.1.2 柔性交流输电技术
• 1.1.3 国内外应用FACTS技术的概况
• 1.2 静止无功发生器（SVG）的研究现状和发展趋势
• 1.2.1 静止无功发生器的研究现状
• 1.2.2 静止无功发生器的发展趋势
• 1.3 本课题研究的意义和主要内容
• 1.3.1 本课题研究的意义
• 1.3.2 本课题研究的主要内容
• 2 静止无功发生器的原理
• 2.1 静止无功发生器工作原理
• 2.2 静止无功发生器工作特性
• 2.3 静止无功发生器的优点
• 2.4 本章小结
• 3 静止无功发生器的无功电流检测方法
• 3.1 传统无功电流的检测方法
• 3.2 瞬时无功功率理论
• 3.2.1 基于αβ变换的p-q电流检测方法
• 3.2.2 基于αβ变换的ip-iq电流检测方法
• 3.2.3 基于dq0 变换的电流矢量检测方法
• 3.3 本章小结
• 4 静止无功发生器SVG的控制方法
• 4.1 滞环控制方法
• 4.2 定时比较控制方法
• 4.3 三角波比较方法
• 4.4 本章小结
• 5 静止无功发生器控制系统仿真研究
• 5.1 SVG仿真模型建立
• 5.2 仿真结果
• 5.2.1 三种无功电流检测方法在四种不同电压情况下的检测对比
• 5.2.2 ip-iq法检测情况下两种控制策略对比
• 5.2.3 dq0 检测法下的三角波比较控制策略仿真
• 5.2.4 dq0 法下三角波控制策略在三相电源电压不对称时的补偿仿真
• 5.3 仿真结果分析
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录