【摘要】：隨著我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,各種電力設(shè)備工作所需要的無(wú)功功率也在不斷增加,對(duì)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量造成很大的影響。為了提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量,無(wú)功補(bǔ)償是一項(xiàng)重要而有效的措施,也是智能電網(wǎng)建設(shè)中一個(gè)重要的組成部分。靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)作為一種先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償裝置,相比于傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置,SVG能夠快速精準(zhǔn)地跟蹤補(bǔ)償無(wú)功,抑制電壓波動(dòng)以及閃變。本文首先闡述了無(wú)功補(bǔ)償?shù)谋尘芭c研究意義,以及無(wú)功補(bǔ)償裝置的發(fā)展過(guò)程,并分析了未來(lái)SVG的發(fā)展趨勢(shì)。隨后對(duì)SVG的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其工作過(guò)程進(jìn)行研究,并且根據(jù)瞬時(shí)無(wú)功功率理論,建立了SVG在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。其次,針對(duì)SVG的強(qiáng)耦合、非線性等特點(diǎn),提出了一種新型無(wú)電感的電流環(huán)前饋解耦控制,電壓環(huán)滑模變結(jié)構(gòu)控制的雙閉環(huán)控制策略,并在MATLAB/simulink環(huán)境下進(jìn)行了相關(guān)控制策略的仿真與驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,采用該新型雙閉環(huán)控制策略的控制系統(tǒng)能夠快速跟蹤補(bǔ)償無(wú)功,且不受電感參數(shù)變化的影響,對(duì)于負(fù)載的突變表現(xiàn)出較好的魯棒性,能夠較好地維持網(wǎng)側(cè)在單位功率因數(shù)狀態(tài)下運(yùn)行,同時(shí)直流側(cè)電容電壓能夠較快地上升并維持在參考電壓附近。再次,為實(shí)現(xiàn)靜止無(wú)功發(fā)生器SVG對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功的有效補(bǔ)償,本文以DSP TMS320F2812為主控芯片,對(duì)SVG控制系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計(jì),包括信號(hào)采集與調(diào)理電路、過(guò)零檢測(cè)電路、IGBT驅(qū)動(dòng)放大電路以及驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。此外,在CCS環(huán)境下進(jìn)行控制系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的軟件設(shè)計(jì),包括:系統(tǒng)初始化模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、PWM觸發(fā)脈沖產(chǎn)生模塊以及液晶顯示模塊。最后,對(duì)本文所設(shè)計(jì)的硬件電路和軟件程序完成控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的可行性,控制效果較好。
[Abstract]:With the expansion of power system construction in our country, the reactive power required by all kinds of power equipment is also increasing, which has a great impact on the power quality of power system. In order to improve the power quality of power grid, reactive power compensation is an important and effective measure, and it is also an important part of smart grid construction. As an advanced reactive power compensation device, static Var Generator (SVG) can quickly and accurately track and compensate reactive power, suppress voltage fluctuation and flicker. In this paper, the background and research significance of reactive power compensation and the development process of reactive power compensator are described, and the development trend of SVG in the future is analyzed. Then, the basic structure, working principle and working process of SVG are studied. According to the theory of instantaneous reactive power, the mathematical model of SVG in dq coordinate system is established. Secondly, in view of the strong coupling and nonlinear characteristics of SVG, a novel current loop feedforward decoupling control without inductance and a voltage loop sliding mode variable structure control are proposed. The simulation and verification of the control strategy are carried out in MATLAB/simulink environment. The simulation results show that the control system with the new double closed loop control strategy can track and compensate reactive power quickly, and is not affected by the change of inductance parameters, so it is robust to the sudden change of load. At the same time, the capacitor voltage of DC side can rise rapidly and maintain near the reference voltage. Thirdly, in order to realize the effective compensation of SVG to power system reactive power, this paper uses DSP TMS320F2812 as the main control chip to design the hardware circuit of each function module of SVG control system, including signal acquisition and conditioning circuit. Zero-crossing detection circuit IGBT drive amplifier circuit and drive protection circuit. In addition, the software of each function module of the control system is designed in CCS environment, including system initialization module, data processing module, PWM trigger pulse generation module and liquid crystal display module. Finally, the hardware circuit and software program designed in this paper are used to complete the experiment of the control system. The feasibility of the designed control system is verified, and the control effect is good.
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM761.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2191458