摘 要

在生产力高度发达的现代社会，电能已经成为支撑社会运转的基石，围绕如何发电，输电，用电，产生了各种各样的技术和装置。无功补偿技术就是其中之一，它在提高电网功率因数，降低线路损耗等方面有着极其重要的作用，在电网中合理使用无功补偿技术可以极大的提高功率因数，减少电网的损耗，对于改善供电环境，提高供电质量，保障供电效率等方面，无功补偿技术有着重要的价值。

本文首先介绍了无功补偿技术的发展历程，以及现阶段国内外的发展情况，之后介绍了SVC无功补偿技术的几种典型补偿装置，并分析了它们的工作原理，以及各自的特点。接着对静止无功发生器—SVG的工作原理进行了分析，依据其等效电路，分析了在考虑损耗和不考虑损耗两种情况下，SVG的工作特性。

无功补偿的前提是能够准确获取无功电流，本文采用的是瞬时无功电流检测法，分析了p-q电流检测法和ip-iq电流检测法，并根据其检测原理，在simulink中绘制了基于ip-iq电流检测法的无功电流检测部分的电路图。之后，研究了SVG的控制方法，本文详细研究了滞环控制，空间矢量控制，以及三角波比较法这三控制方法，并分析了各自优缺点。由于滞环控制电路结构简单，跟踪性好等特点，绘制了滞环控制下的SVG控制电路图，用于仿真实验。最后，在simulink中搭建了三相电路下的SVG仿真模型，进行了SVG无功补偿的仿真。并根据结果验证SVG无功补偿的可靠性。

关键词：无功补偿，SVG，无功电流检测，控制策略，matlab

Abstract

In the highly developed modern society, power has become the cornerstone of social support. Around how to generate electricity, transmit electricity, and use of electricity ,produced a variety of technologies and devices. Reactive power compensation technology is one of them, it is to improve the power factor of the grid, reduce line loss and so has a very important role in the rational use of reactive power compensation technology in the grid can greatly improve the power factor to reduce the loss of power grid, for Improve the power supply environment, improve the quality of power supply to ensure the efficiency of power supply, reactive power compensation technology has important value.

This paper first introduces the development process of reactive power compensation technology, and the development of the domestic and international development at home and abroad. Then, several typical compensation devices of SVC reactive power compensation technology are introduced, and their working principle and their characteristics are analyzed. Then, the working principle of SVG is analyzed. Based on its equivalent circuit, the working characteristics of SVG are analyzed in consideration of both loss and loss.

Reactive power compensation is the premise of accurate access to reactive current, this paper uses the instantaneous reactive current detection method, the analysis of the p-q current detection method and ip-iq current detection method, and according to its detection principle, in simulink drawn based on ip-iq current detection method of the reactive current detection part of the circuit diagram. Then, the control method of SVG is studied. The three control methods of hysteresis control, space vector control and triangular wave comparison are studied in detail, and their advantages and disadvantages are analyzed. Due to the simple structure of the hysteresis loop control circuit and the good tracking performance, the SVG control circuit diagram under hysteresis control is designed for simulation experiment. Finally, the SVG simulation model under three-phase circuit is built in simulink, and the simulation of SVG reactive power compensation is carried out.

Keywords: reactive power compensation, SVG, reactive current detection, control strategy, matlab

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 无功补偿技术的发展 1

1.3 无功补偿技术研究现状 2

1.4 本文的主要研究内容 4

第2章 几种常见的SVC补偿装置 5

2.1 TCR无功补偿装置 5

2.2 FC TCR无功补偿装置 6

2.3 TSC无功补偿装置 6

2.4 TCR TSC无功补偿装置 7

第3章 SVG工作原理 8

3.1 SVG工作原理 8

3.2 SVG的电压—电流特性 11

第4章 SVG控制系统 13

4.1无功检测 13

4.11 p-q电流检测法 13

4.12 ip-iq电流检测法 14

4.2 SVG的控制策略 16

4.21 电流间接控制 16

4.22 电流直接控制 16

第5章 三相系统下的SVG仿真 20

5.1仿真软件简介 20

5.2电路图的搭建 20

5.21 无功检测电路的搭建 20

5.22 SVG控制电路的搭建 21

5.23仿真参数的选取 22

5.3 SVG系统仿真 22

5.4仿真结果及分析 24

第6章 结论 26

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

现代工业的进步带动了社会生产力，特别是电力行业的发展为各种生产机械提供了保障，随着生产力的提高，人们对设备要求也越来越高，各种重要的设备仪器应用也是越来越普遍，因此人们对电能的供应要求也随之越来越高，当然，每个人都希望供电电压和频率安全稳定，电网供电能够连续可靠，减少停电事故的发生。然而，工业和生活中广泛使用异步电动机、电弧炉和变压器等典型阻感负载，特别是大功率冲击性负荷的使用，往往会导致电压不稳定，产生较大波动，无功电流的增大也会使得电力系统功率因数变低^[3]。所以能够快速有效地解决电网大功率冲击负荷引起的电压波动和无功增加问题，对电力系统中的无功功率进行补偿，提高功率因数是我们急需解决的问题。

人类的发展离不开能源，工业革命以来，随着蒸汽机这类热动力机械的产生，地球上大量的能源被消耗后，工业和机械技术得到了极大地提升，使社会得以快速发展。能源危机早已警示着人们。在人类找到并且能够利用可以代替的新能源之前，毫无疑问，能源的紧缺将一直是减缓人类发展步伐的重要因素。然而在电力系统中，往往会有很大一部分电能作为无功损耗掉了，这部分消耗是可以减少甚至避免的。

对电网进行无功补偿，减少电网中这部分能量损耗，也是一种节约能源，保护环境的重要手段。电网中输送的电能是一定的，减少了电网中的无功损耗就相当于增加了有功，由功率因数的计算公式可知，对电网进行无功补偿能够有效地提高电网的功率因数，同时还能改善供电环境。总的来说，对电网进行无功补偿有一下作用：