高壓級聯(lián)型SVG系統(tǒng)設(shè)計(jì)與裝置研發(fā)

　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，各種新型用電負(fù)荷大量接入電網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)電能質(zhì)量不

　　斷降低。為了確保電能質(zhì)量，無功補(bǔ)償是一項(xiàng)重要而有效的方法。SVG裝置以其快速的

　　動態(tài)響應(yīng)性能，顯著的無功補(bǔ)償效果得到了越來越多的關(guān)注。本文以一種應(yīng)用于中高壓

　　配電網(wǎng)的SVG為研究對象，采用級聯(lián)H橋型逆變器作為SVG的主電路，采用單極倍頻載波移相調(diào)制策略，以較低的器件開關(guān)頻率得到較高的等效開關(guān)頻率效果。全文工作總

　　結(jié)如下：

　　一、本文從高壓動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，對比了各種適用于高壓場合的

　　主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選取級聯(lián)H橋型逆變器作為SVG裝置的主電路。分析了載波移相調(diào)制應(yīng)用于級聯(lián)H橋型逆變器的特性及優(yōu)勢，設(shè)計(jì)了基于電壓電流雙閉環(huán)控制的控制系

　　統(tǒng)。

　　二、本文針對主電路與控制電路電氣隔離的難題，介紹了光纖隔離檢測技術(shù)在級聯(lián)型SVG直流側(cè)電壓測量中的應(yīng)用，考慮低通濾波環(huán)節(jié)產(chǎn)生的檢測延時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)功率

　　平衡原則，建立了直流側(cè)電壓控制模型，分析了控制器參數(shù)變化對電壓外環(huán)穩(wěn)定性的影

　　響；在離散域內(nèi)建立了電流內(nèi)環(huán)的控制模型，分析了AD采樣過程、零階保持器和滯后

　　一拍控制對電流內(nèi)環(huán)穩(wěn)定范圍的影響，并對分析結(jié)果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。

　　三、以搭建單相實(shí)驗(yàn)樣機(jī)為例，詳細(xì)介紹了樣機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)包括控制

　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，直流側(cè)電容、交流側(cè)連接電抗、功率器件及驅(qū)動選型和級聯(lián)H橋數(shù)目的確

　　定等部分。本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)由低壓側(cè)的主控制板和分別位于高壓側(cè)每一個(gè)級聯(lián)單元上的驅(qū)動擴(kuò)展板組成，通過光纖實(shí)現(xiàn)兩者的電氣隔離連接?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)中，另外還介

　　紹了多采樣芯片并聯(lián)設(shè)計(jì)，過零檢測電路和硬件保護(hù)電路等內(nèi)容。軟件部分，主要介紹

　　了DSP內(nèi)采樣及控制算法的實(shí)現(xiàn)和FPGA內(nèi)三角載波移相調(diào)制的實(shí)現(xiàn)。

　　四、介紹了低壓試驗(yàn)中主電路逆變特性試驗(yàn)、并網(wǎng)試驗(yàn)、直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制試驗(yàn)

　　和高壓試驗(yàn)等部分的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果，通過樣機(jī)的試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了本文各項(xiàng)設(shè)計(jì)的正

　　確性。

　　本文針對應(yīng)用于高壓場合的靜止無功發(fā)生器（SVG）的結(jié)構(gòu)、原理、控制策略進(jìn)行了分析和研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)給出了具體的實(shí)施方案，并通過軟硬件設(shè)計(jì)搭建了單相試驗(yàn)樣機(jī)，相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了各部分設(shè)計(jì)的正確性。本文的研究內(nèi)容可以為高壓SVG的研制提供相應(yīng)的借鑒和參考依據(jù)。