低压配电网的SVG设计及仿真[范文]

本文首先介绍了现阶段电力系统中无功补偿的背景、研究意义和发展现状，以及无功和不平衡负荷的危害；然后阐述了各种无功电流检测方法的利弊，并选用了对ip．iq电流检测方法进行改进的基于瞬时无功功率理论的零序电流分离法，来得到SVG所需的补偿信号。接下来说明了SVG的工作原理，并且介绍了SVG常见的主电路拓扑结构。通过比较它们各自结构的优缺点，选用了更为简单、实用的拓扑结构；之后又仔细研究了SVG主电路的控制策略，并且对补偿电流的控制算法选取了方式。同时，主电路的控制策略采用了PI调节的控制方式稳定了直流侧的电压。最后利用MATLAB/SIMULINK仿真系统对本文所采用的无功电流检测方法及主电路的控制策略进行仿真实验分析，仿真结果较为理想。

第1章绪论

1．1 选题的背景和意义

无功功率是支持交流系统电压稳定的重要环节。对于电力系统来说，无功功率和有功功率同样重要,是保证电力系统具有高电能质量、低网损，并且保证其安全稳定运行所必不可少的条件。电力系统中无功功率分布的不平衡将影响到电网电压并导致其产生巨大的波动,严重时会造成用电设备损坏,并出现电压崩溃等系统稳定破坏的恶性事故。尤其是20世纪80年代以来，电力电子装置等非线性负荷在低压配电网中不断地增多，电能质量受到了很大影响。大多数电力电子装置的功率因数很低，给电网带来了很大的无功功率缺口；而且电力电子装置多为非线性负荷，也是公用电网中最主要的谐波源。并且，电力系统的稳定性也越来越重要，尤其是相对薄弱的两端环节。合理地无功补偿措施可以很好地提高功率因数进而提高电力变压器的利用率、减少线损并且可以使电力系统运行更加安全、可靠。因此，随着用户对电能质量要求的不断提高，无功补偿装置己成为了一个在电力系统与电力电子技术两个领域都备受关注的课题。
   低压配电系统有三相三线制（IT系统）和三相四线制（TT和TN系统）两大类系统。在IT系统（电源中性点不接地系统）中，由于没有中线的存在，没有中线电流，因而在此系统下的无功补偿较为简单，没有零序分量。但是随着三相四线制系统（TT和TN系统）的增多和负荷度不平衡的增大（主要是民用负荷和电力机车带来的），原本三相对称的电压会产生的畸变，进而引起不平衡损耗。包括铜损（三相变压器绕组）和铁损（三相变压器铁芯中的损耗）；由于系统中性点流过电流，会给系统的测量带来一定的误差；用户电压的稳定性也会一定受到影响，比如三相电压不对称、中性点电压偏移等。以上种种都会给电力系统带来诸多不利的影响，大量的无功功率和谐波（主要是影响电能计量和继电保护装置的动作）也给电网造成了重大的安全隐患。

目前，三相四线制的供电方式被普遍的应用在我国低压配电网中，所以低压配电网中由于三相不平衡负荷便带来的问题便成为了近些年电力领域的研究热点之一。而SVG作为既可以补偿无功功率又可以补偿不平衡负荷的一种新型动态无功补偿装置，在现阶段用户电能质量要求越来越高的低压配电网中有着广泛的应用前景。