供配電網(wǎng)絡(luò)中不同類型的SVG解析

隨著電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)中非線性負(fù)載和不平衡負(fù)載越來越多，致使電力系統(tǒng)中的無功增多，會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓降低、損耗增加以及增加設(shè)備容量等一系列問題，此外電網(wǎng)電壓不足時(shí)也可以通過投入無功來抬高電壓，因此，對電力系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償尤為重要。

我國電網(wǎng)安照電壓等級可以分為低、中、高電壓配電系統(tǒng)，在不同的電壓系統(tǒng)又存在不同的無功負(fù)荷，比如從平衡度分，可大致分為平衡和不平衡負(fù)荷，故此，供配電網(wǎng)中SVG的種類也分為各種類型。

本文將介紹供配電網(wǎng)絡(luò)中不同類型的常規(guī)SVG，主要分為低壓三相三線制SVG、低壓三相四線制SVG、中高壓星接級聯(lián)SVG（STATCOM）以及中高壓角接級聯(lián)SVG（STATCOM）。

低壓三相三線制SVG的基本原理是具有自換相的橋式電路通過電抗器，并聯(lián)至電網(wǎng)，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整其橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和振幅或者是直接控制其交流側(cè)電流，使電路吸收或發(fā)出相應(yīng)的滿足其需要的無功電流，以此來實(shí)現(xiàn)動態(tài)無功功率補(bǔ)償。其等效電路如下圖所示

SVG控制過程主要分為以下幾個(gè)主要部分：無功電流檢測、雙閉環(huán)控制生成調(diào)制波、對調(diào)制波進(jìn)行調(diào)制生成PWM。在不考慮不平衡情況下，目前主流的檢測算法為IP—IQ檢測，其控制框圖如下（可參照王兆安《諧波抑制與無功功率補(bǔ)償》）。

雙閉環(huán)控制在DQ坐標(biāo)系下完成，主要實(shí)現(xiàn)的功能是對電流的跟蹤及直流電壓控制，控制框圖如下，控制完成后將dq坐標(biāo)回復(fù)到三相坐標(biāo)系下，得到三相調(diào)制波。

對調(diào)制波進(jìn)行調(diào)制生成PWM比較簡單，目前使用最多三角波比較的方式，將調(diào)制波與給定載波進(jìn)行比較，將比較結(jié)果直接驅(qū)動三相全橋IGBT，使SVG輸出給定電壓。

采用simulink搭建三相三相SVG，在1s時(shí)刻投入SVG進(jìn)行補(bǔ)償，仿真結(jié)果如下：

補(bǔ)償前后電網(wǎng)電壓電流，從仿真結(jié)果看，1s時(shí)刻投入電網(wǎng)電流相位快速跟蹤電壓相位，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，響應(yīng)速度低于20ms。

補(bǔ)償過程SVG直流電壓

電網(wǎng)有功無功及功率因數(shù)

從以上仿真可以看出，本仿真SVG可以快速實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)無功進(jìn)行補(bǔ)償，其響應(yīng)速度（低于20ms）及直流電壓波動（在穩(wěn)定值5%以內(nèi)）遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。