三相四線三電平靜止無功補(bǔ)償發(fā)生器在不平衡負(fù)荷下的控制方法

（文章來源：電氣新科技）

在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，存在著大量的不平衡負(fù)荷和非線性負(fù)荷，用電負(fù)荷特征十分復(fù)雜。近年來，對低壓配電網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量治理已成為重點(diǎn)工作，各種配電電能質(zhì)量治理裝置均被引入。

靜止無功補(bǔ)償發(fā)生器（static var generator, SVG）是常用的低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償設(shè)備，其響應(yīng)速度快，無功補(bǔ)償效果明顯，在配網(wǎng)中應(yīng)用十分廣泛。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，SVG和其他電力電子設(shè)備一樣，在向小型化、高頻化、模塊化和高功率密度的方向發(fā)展。三電平技術(shù)是目前高頻化、模塊化低壓SVG的主流技術(shù)之一，具有系統(tǒng)容量與耐壓水平高、諧波少等優(yōu)點(diǎn)，因此，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各類電力電子裝置中。

傳統(tǒng)SVG控制技術(shù)在三相負(fù)荷平衡時(shí)的補(bǔ)償效果較好，但是在負(fù)荷不平衡時(shí)，很難達(dá)到理想的效果。

有學(xué)者通過對SVG各相輸出電壓與電網(wǎng)電壓的相角差進(jìn)行調(diào)節(jié)來控制各相輸出電流，從而可以有效地對三相負(fù)載不平衡的系統(tǒng)進(jìn)行平衡補(bǔ)償，且仿真驗(yàn)證了其理論的正確性。有學(xué)者提出一種新的正、負(fù)序補(bǔ)償電流疊加補(bǔ)償控制方法，正序?qū)崿F(xiàn)無功功率補(bǔ)償和保持SVG直流側(cè)電壓穩(wěn)定，負(fù)序?qū)崿F(xiàn)補(bǔ)償三相不平衡產(chǎn)生的負(fù)序電流，實(shí)驗(yàn)表明該方法具有良好的不平衡補(bǔ)償效果，但是其正、負(fù)序分離方法計(jì)算量較大。

有學(xué)者采用dq坐標(biāo)系下結(jié)構(gòu)完全對稱的正、負(fù)序雙電流內(nèi)環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)對正、負(fù)序電流的獨(dú)立調(diào)節(jié)，并在仿真中驗(yàn)證了該方法的可行性，但該方法需要對正、負(fù)序分別控制，存在控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。有學(xué)者采用正、負(fù)序同步旋轉(zhuǎn)變換，分別提取基波正序、負(fù)序無功分量，并引入改進(jìn)型的快速重復(fù)控制，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該分析的正確性和可行性。

武漢金盤智能科技研究院有限公司的研究人員提出了一種三相四線三電平SVG在不平衡負(fù)荷下的新控制方法。該方法不依賴于正、負(fù)序分離技術(shù)，而是采用三相無功電流分別提取來實(shí)現(xiàn)不平衡負(fù)荷下的補(bǔ)償，其計(jì)算量小，控制系統(tǒng)相對簡單，且補(bǔ)償效果良好。

研究者以T型三電平拓?fù)錇槔?a href="http://ttokpm.com/tags/matlab/" target="_blank">Matlab/Simulink中搭建三相四線系統(tǒng)的三電平仿真模型，對比傳統(tǒng)控制方法與所提方法在負(fù)荷不平衡情況下的補(bǔ)償效果。

由仿真結(jié)果可以得出結(jié)論：①本文方法在負(fù)荷平衡的情況下具有良好的補(bǔ)償效果；②在負(fù)荷不平衡情況下的補(bǔ)償效果要優(yōu)于傳統(tǒng)控制方法，這是由于傳統(tǒng)控制方法是基于dq變換原理實(shí)現(xiàn)的，三相不能完全解耦，其不平衡的無功最終以總無功的形式由三相共同補(bǔ)償，而本文所述方法可以根據(jù)每一相實(shí)際的無功負(fù)荷，獨(dú)立地發(fā)出無功，所以在不平衡情況下的補(bǔ)償效果更佳。
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