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基于PSIM的静止无功补偿装置的仿真研究

论文编号:DQ133 论文字数:18795,页数:37

摘要
本文详细综述了电力系统静止无功补偿技术的发展现状,分析了各种静止无功补偿技术的原理, 优缺点以及现今在电力系统中的应用情况，重点介绍基于电压源逆变器(VSI)的静止无功发生器(SVG)直接应用PWM控制技术，其具有动态无功功率补偿、稳定节点电压、短时间有功功率补偿等多项先进功能，同时结构紧凑、易于控制、谐波含量小且调节速度快，并且与静止无功补偿器(SVC)进行了性能比较。文中基于瞬时无功功率理论，采用电流的直接控制方法，选择dq0变换法，对无功信号进行快速检测。通过分析其输出无功功率的性质，详细描述其动态工作过程。
应用PSIM仿真软件进行系统仿真,表明基于VSI的PWM型SVG具有良好的动态性能与静态补偿效果,验证了主电路与直接功率控制方式的正确性、优越性与有效性。

关键词：无功补偿、静止无功发生器、系统仿真

Abstract
Development of static var compensation technology in power systems is summarized in detail. Principle, advantages and disadvantages of static var compensation technology are analyzed.
It is highlighted that VSI-based SVG using PWM technology which is able to compensate dynamic reactive power,stabilize node voltage and provide real power for a short period of time,
has some advantages such as compact structure, simple control, little harmonics and high speed regulation, and has a comparation with static var compensation in performance.
Based on instantaneous reactive power theory, this text use a method of direct control of the current , choice of coordinate system dq0 for transformation to rapidly detect the reactive signals. By analyzing the output of the quality of the reactive power,it describes the process of the dynamic working .
The SVG system is simulated using PSIM, which shows the excellent dynamic and static performance of the system and proves the correctness and effectiveness of the proposed control scheme.

Keywords：var compensation、static var generation、System Simulation
目录
摘要………………………………………………………………………………………….…....I
Abstract…………………………………………………………………………...…II
1 绪论……………………………………………………………………………………………1
1.1 研究背景………………………………………………………………………………1
1.2 课题意义、目的和任务………………………………………………………………2
2 静止无功补偿装置的介绍………………………………………………………………...3
2.1 无功功率动态补偿的原理…………………………………………….……………….3
2.2 静止无功补偿器的分类及特点 3
2.2.1 具有饱和电抗器的无功补偿装置(SR)………………………………………...3
2.2.2 晶闸管控制电抗器(TCR)………………………………………………………4
2.2.3 晶闸管投切电容器(TSC)………………………………………………………5
2.2.4 静止无功发生器(SVG)………………………………………………………...6
2.3 SVG与SVC的比较……………………………………………………………...........7
2.4 未来的无功补偿技术和现阶段对无功补偿装置的要求……………………………8
3 SVG动态无功补偿…………………………………........................................................9
3.1 基本原理……………………………………………………………………………....9
3.2 控制方法……………………………………………………………………………...13
        3.2.1 电流的间接控制………………………………………………………………14
        3.2.2 电流的直接控制 16
        3.2.3 两种控制方法的比较…………………………………………………………17
4 无功功率理论与无功电流检测……………………………………………………….18
4.1 无功功率理论及其发展……………………………………………………………...18
  4.1.1 传统的无功功率理论………………………………………............................18
  4.1.2 瞬时无功功率理论……………………………………………………………18
        4.1.3 无功功率理论的研究及其进展………………………………………………20
4.2 无功电流的检测……………………………………………………………………...21
  4.2.1 基于瞬时无功功率理论的电流检测方法……………………………………21
  4.2.2 基于dp0坐标变换的电流检测方法…………………………........................23
5 基于VSI的SVG系统仿真研究…………………. . .……………………………….26
5.1 PSIM软件简介…………………………………………………………….................26
5.2 系统仿真及分析……………………………………………………………………...27
6 总结…………………………………………………………………………………………31
致谢……………………………………………………………………………………………...32
参考文献…………………………………………………………………………….33