电能质量lPowerQuality新型静止无功补偿器控制方法及仿真介绍了采用三相变流器为主电路结构的静止无功补偿器装置的结构及其原理，采用基于瞬时无功功率的检算方法，对两种控制策略进行了介绍，分析其优缺点并进行Matlab仿真，验证各种控制策略的补偿效果及其动态响应等方面的能力，从而为静止无功补偿器投入实际应用提供实验佐证。李媛汤钰鹏／dE京交通大学申，气工程学院李媛关键~Keywords静止无功补偿器·瞬时无功理论·控制策略·仿真·随着大功率电力电子器件的发展，无功电流对电力系统的影响已不容忽视。无功补偿对维持电力系统的稳定与经济运行、改善电能质量意义重大。静止无功补偿器(StaticVarGenerator，SVG)较之传统的无功补偿装置，具有响应速度快、吸收无功连续、谐波电流小以及损耗低等优点，已成为高效无功补偿的一个发展方向¨。本文介绍了SVG的原理和几种控制策略，并利用Matlab，在一定的无功电流检测方法下，对SVG的多种控制策略进行仿真比较，验证了各种控制策略的补偿效果及其动态响应等方面的能力。SVG原瑾及控制方法SVG原理如图1所示。将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，通过控制开关器件的通断，来调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或L)●)I————=——盔I2I3图1SVG基本电路结构图58I嘭与‘铂·石化电气·2008年第27卷第22期发出所需无功电流，实现动态无功补偿的目的。SVG单相等效电路及工作原理如图2所示。电网电压和变流器交流侧基波电压分别用相量和表示，电抗上的电压．即为。和的相量差，连接电抗的电流可由其电压来控制。该电流即为SVG从电网吸收的电流，。因此，改变SVG交流侧输出电压的幅值及相对于的相位，就可以改变连接电抗上的电压，从而控制SVG从电网吸收电流的相位和幅值，也就控制了SVG吸收无功功率的性质和大小。J木li，，L——————————■_—■———一电流超前电流滞后(a)单相等效电路(b)工作相量图图2SVG等效电路及工作原理(不考虑损耗)SVG控制方法是SVC及其相关技术的重点研究课题之一。根据补偿要实现的功能和应用场合，目前SVG的控制可以分为电流间接控制和电流直接控制。电流间接控制法虽然经过算法改进和检测电流方法的改进，其动态响应能力有了一定提高，但总体的动态响应不如直接控制。本文就两种直接电流控制策略进行仿真比较，探讨其稳态和动态性能。1．滞环瞬时比较控制一单相采用滞环比较器的瞬时值比较方式控制原理图如图3所示。通过检算方法得出的补偿电流指令信号与逆变器(VSI)实际发出的补偿电流信号i进行比较，两者的偏差△作为滞环比较器的输入，通过滞环比较器产生控制VSI主电新型静止无功补偿器控制方法及仿真路中开关器件通断的PWM信号，该PWM信号经驱动电路放大后控制开关器件的通断，从而控制补偿电流i，的变化。滞环比较器的输出特性如图4所示。从该图可以看出，滞环比较器输出是一系列宽度相差较大、分布无规律的脉冲序列，而且脉冲宽度受滞环宽度影响较大。图3采用滞环比较器的瞬时值较方式滞环1O图4滞环比较器输出特性在滞环瞬时比较控制方式中，滞环比较器的滞环宽度对补偿电流的跟随性能有较大的影响。当滞环宽度较大时，电力半导体开关器件的开关频率较低，故对开关器件的要求不高，但是跟随误差较大，补偿电流中高次谐波较大。反之，当滞环宽度较小时，虽然跟随误差较小，但是开关频率较高。因此，在采用滞环比较的控制方式时，需要设置恰当的滞环宽度，必要时采取变滞环宽度的方法，才能达到较好的跟踪效果。2．三角波比较控制三角波比较方式原理图如图5所示。该方式与其他用三角波作为载波的PWM控制方式不同，它不直接将指令信号与三角波比较，而是将指令电流与补偿电流i的偏差△经放大器A后再与三角波比较。放大器A往往采用比例放大器或比例积分放大器。该控制系统是以△最小为控制目标进行设计，较适合模拟电路控制。图5三角波比较方式3．无功电流检算方式应用瞬时无功功率理论，采用跟踪型PWM控www，eage．com．CrlPowerQualityI电能质量制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制，直接控制指令电流的发生，进行反馈控制。应用瞬时无...
