大学毕业设计---无功功率补偿器.doc

PAGE\*MERGEFORMAT23摘要静止无功发生器(SVG)是柔性交流输电系统中的一种重要的控制器。它是近年来新出现的一种基于大功率逆变器的静止无功补偿装置，是电力行业世界前沿科技柔性交流输电系统中的重要组成部分。它将电力电子技术、计算机技木坏口现代控制技术应用于电力系统，通过对装置输出电压相位的控制，对电力系统的网络参数和网络结构实施灵活、快速的控制，从感性到容性的整个范围进行连续的无功调节，达到快速补偿系统对无功功率的需求，从而抑制电压波动并增强系统稳定性。电力系统的快速发展对电网电压的稳定性和系统动态稳定性提出了更高的要求。本文设计的静止无功补偿器采用了先进的数字信号处理器DSP作为控制核心。充分利用DSP强大的数字信号处理功能，育瓣及时完成采样、控制、实时计算等任务，实珍睐寸系统快速的动态响应。DSP在SVG的控制过程中表现出巨大的潜能，为以后越来越复杂的控制策略和方法提供了一种解决平台。其主电路及其辅助电路，并且应用能够有效抑制谐波的SPWM法进行控制，进一步改善了输出电压波形质量。关键词：静止无功发生器数字信号发生器SPWMDSP目录TOC\o"1-3"\u目录PAGEREF_Toc420606072\h21绪论PAGEREF_Toc420606073\h31.1课题背景与意义PAGEREF_Toc420606074\h31.1.1无功功率的产生PAGEREF_Toc420606075\h31.1.2无功功率的影响PAGEREF_Toc420606076\h31.1.3无功补偿的作用PAGEREF_Toc420606077\h41.2国内外研究现状PAGEREF_Toc420606078\h42SVG的基础理论PAGEREF_Toc420606079\h52.1无功功率和功率因数的定义PAGEREF_Toc420606080\h52.1.1正弦电路无功功率和功率因数PAGEREF_Toc420606081\h52.1.2非正弦电路无功功率和功率因数PAGEREF_Toc420606082\h62.2无功功率动态补偿原理PAGEREF_Toc420606083\h72.3阻抗补偿方案PAGEREF_Toc420606084\h82.3.1晶闸管投切电容器TSCPAGEREF_Toc420606085\h82.3.2晶闸管控制电抗器TCRPAGEREF_Toc420606086\h92.3.3晶闸管控制串联电容器TSCPAGEREF_Toc420606087\h102.4电压源变流器型补偿方案PAGEREF_Toc420606088\h102.4.1无功功率发生器PAGEREF_Toc420606089\h112.4.2开关型串联基波电压补偿器PAGEREF_Toc420606090\h123静止无功发生器（SVG）的设计PAGEREF_Toc420606091\h123.1静止无功发生器(SVG)主电路PAGEREF_Toc420606092\h133.2无功电流检测电路PAGEREF_Toc420606093\h153.3无功控制电路PAGEREF_Toc420606094\h174系统仿真与分析PAGEREF_Toc420606095\h184.1仿真结果与分析PAGEREF_Toc420606096\h20参考文献PAGEREF_Toc420606097\h23无功功率补偿器（5000VA）设计1绪论1.1课题背景与意义1.1.1无功功率的产生在电网中由于大量感性负载的存在，使线路电压与线路电流在相位上存在一个角度差，这样就引出了无功功率的概念。无功功率是一个反映电源与负载间的能量交换的物理量，它的大小表明了电源与负载间能量交换的幅度，本身并不消耗能量。同时，无功功率在系统中的流动对电力系统本身也产生了很大的影响。在工业和生活用电负载中，感性负载占有很大比例。异步电动机、变压器、荧光灯等，都是典型的感性负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占很大比例。电力系统中的电抗器和架空线等也消耗一些无功功率。感性负载必须吸收无功功率才能正常工作，这是由其本身的性质所决定的。近年来，电力系统中非线性用电设备，特别是电力电子装置的应用日益广泛，而大多数电力电子装置功率因数较低，工作时基波电流滞后于电网电压，要消耗大量的无功功率，也给电网带来额外负担，并影响供电质量。因此，提高功率因数已成为电力电子技术和电力系统研究领域所面临的一个重大课题，正在受到越来越多的关注。1.1.2无功功率的影响(1)增加设备容量。无功功率的增加会导