静止无功发生器的研究

论文摘要

电子装置日益广泛的应用,电力系统中的谐波污染问题也越来越严重,严重影响供电质量。因此谐波问题和无功功率问题对电力系统和电力用户都是十分重要的问题,谐波抑制和无功功率补偿已经成为电力电子技术和电力系统等领域所面临的一个重大课题,引起人们越来越多的关注,成为近年来各方面关注的热点之一。利用静止无功补偿装置实现动态无功功率补偿的研究是目前电力电子学科中比较活跃的研究领域之一,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。它的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定,在电压低时仍能提供较强的无功支撑,并且可从感性到容性全范围内连续调节,使得其无功输出相当于同容量SVC的1.420倍。本文首先分析了SVG的优越性能。根据SVG的工作原理,讨论了其补偿性能。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。针对有源滤波器实际工程的需要,提出一种基于瞬时无功功率理论的改进ip - iq谐波和基波无功电流检测方法,它简化了复杂的数学变换,能直接应用于三相三线制、三相四线制和单相系统谐波和基波无功电流的检测。其次,本文分析了电流间接控制和电流直接控制中的典型控制方法,比较了这几种控制方法的优缺点。本文重点对电流间接控制中的模糊PI控制进行了详细研究,设计了用于电力系统中无功补偿的静止无功发生器的模糊PI控制器,结合了PI控制和模糊控制的优点,以含静止无功发生器的单机-无穷大系统为研究对象,采用模糊PI控制进行电力系统暂态仿真,证明模糊PI控制器在系统较大的运行空间上均能较好的发挥静止无功发生器的补偿效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 一、课题背景
• 二、无功补偿技术的发展现状及分析
• 三、课题研究意义
• 第一章 无功功率的研究
• 1.1 无功功率和功率因数
• 1.1.1 正弦电路的无功功率和功率因数
• 1.1.2 非正弦电路的无功功率和功率因数
• 1.1.3 三相电路的功率理论
• 1.2 三相电路的瞬时无功功率理论
• 1.3 本章小结
• 第二章 SVG 的工作原理和数学模型
• 2.1 SVG 的工作原理
• 2.2 SVG 的数学模型
• 2.3 瞬时无功功率在SVG 的应用
• 2.3.1 无功功率的检测
• 2.3.2 无功电流的检测
• 2.4 基于瞬时无功功率理论的无功电流检测改进方法
• 2.4.1 改进的谐波和基波检测方法
• 2.4.2 同步变换角的设计
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于模糊PI 控制的静止无功发生器
• 3.1 SVG 的控制策略
• 3.1.1 电流间接控制
• 3.1.2 电流直接控制
• 3.2 模糊控制的特点
• 3.3 模糊PI 控制器的结构和原理
• 3.4 模糊PI 控制器的设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 SVG 的仿真研究
• 4.1 MATLAB 简介
• 4.2 电流直接控制的仿真
• 4.2.1 仿真模型的建立
• 4.2.2 SVG 装置对不同感性负载的补偿研究
• 4.2.3 SVG 装置对不同容性负载的补偿研究
• 4.2.4 连接电抗对SVG 动态性能的影响
• 4.3 电流间接控制的仿真
• 4.3.1 模糊PI 控制仿真模型的建立
• 4.3.2 SVG 装置对不同感性负载的补偿研究
• 4.3.3 SVG 装置对不同容性负载的补偿研究
• 4.3.4 连接电抗对SVG 动态性能的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要