電氣工程及其自動化畢業(yè)設計-高壓svg裝置的應用現(xiàn)狀(含外文翻譯)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　高壓SVG裝置的應用現(xiàn)狀</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程及其自動化

2、 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　高壓SVG裝置的應用現(xiàn)狀</p><p>

3、;<b>　　摘要</b></p><p>　　無功功率補償對電力系統(tǒng)有著重要意義。對電力系統(tǒng)進行適當?shù)臒o功補償，可以穩(wěn)定電網電壓、提高功率因數(shù)、提高設備利用率、減小網絡有功功率損耗；提高輸電能力，平衡三相功率；為系統(tǒng)提供電壓支撐、提高系統(tǒng)運行安全性。而近幾年來，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對電能質量的要求越來越高，所以急需一種經濟、有效的無功補償裝置。</p><p>　　

4、本文通過對從早期到現(xiàn)在幾種常用的無功補償裝置，如同步調相機、MSC、SVC、TCSC和SVG，的介紹和對比，總結出高壓大容量SVG裝置在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的重要性和優(yōu)越性，從不同方面對比了高壓大容量SVG裝置與其他無功補償裝置的相同點和區(qū)別，并對其優(yōu)缺點進行分析。同時通過對國外已經應用的高壓大容量SVG裝置進行分析，總結出高壓大容量SVG裝置在實際應用中的優(yōu)點和不足，以及其所起到的作用。最后，對高壓大容量SVG的基本原理進行了研究和分析。介

5、紹和分析了幾種主要的SVG主電路結構，闡釋了高壓大容量SVG裝置的作用和工作原理?？偨Y了現(xiàn)階段國內外高壓大容量SVG的應用情況。</p><p>　　關鍵字 無功補償；SVG； 單相橋電路</p><p>　　The Current Status of Application of SVG Device of High Voltage</p><p><b&g

6、t;　　Abstract</b></p><p>　　Reactive power compensation on the power system is of great significance. Appropriate reactive power compensation on the power system can stabilize the grid voltage,improve th

7、e power factor, improve equipment utilization, reduce the network active power loss, improve the transmission capacity, balance three-phase power, provide voltage support for the system, and improve the security of opera

8、tion of the system. In recent years, with the continuous development of industry, power quality requireme</p><p>　　This paper summed up the importance and superiority of the high-pressure high-capacity SVG d

9、evices in modern power system by introduction and comparison of several commonly used reactive power compensation device ,such as synchronous condenser, MSC, SVC, TCSC and SVG, from the early to current, and contrast fro

10、m the different aspects of the similarities and differences of the high-voltage large-capacity SVG device with other reactive power compensation device, and analyze the advantages and disa</p><p>　　Key words

11、 Reactive power compensation; SVG; Single-phase bridge circuit</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1

12、章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究背景1</p><p>　　1.2 幾種無功補償裝置簡介1</p><p>　　1.2.1 早期無功補償裝置1</p><p>　　1.2.2 MSC1</p><p>　　1.2.3 SVC1</p><p>　　

13、1.2.4 TCSC2</p><p>　　1.2.5 SVG2</p><p>　　1.2.6 幾種無功補償裝置的比較2</p><p>　　1.2.7 SVG與SVC的比較2</p><p>　　1.3 我國電力系統(tǒng)對SVG的需求3</p><p>　　1.4國內外SVG的研發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢4</

14、p><p>　　1.4.1 國外SVG的應用現(xiàn)狀4</p><p>　　1.4.2 SVG的在應用中的作用與優(yōu)勢7</p><p>　　1.4.3 鏈式結構SVG7</p><p>　　1.5 本章小結7</p><p>　　第2章 高壓SVG裝置的基本原理8</p><p>　　2.1

15、SVG的工作原理8</p><p>　　2.2 單相橋電路9</p><p>　　2.2.1 單相橋電路的結構和工作原理9</p><p>　　2.2.2 單相橋電路的時域數(shù)學模型11</p><p>　　2.3 本章小結16</p><p>　　第3章 高壓SVG的主電路結構和工作原理分析17</p

16、><p>　　3.1 高壓SVG主電路結構選擇的概述17</p><p>　　3.2 幾種主要逆變器結構及分析18</p><p>　　3.2.1 變壓器多重化逆變器結構及分析18</p><p>　　3.2.2多電平二極管鉗位逆變器結構及分析20</p><p>　　3.2.3 飛跨電容多電平逆變器結構及分析2

17、1</p><p>　　3.2.4 鏈式結構的多電平逆變器結構及分析22</p><p>　　3.3 本章小結22</p><p>　　第4章 鏈式SVG系統(tǒng)與控制23</p><p>　　4.1 鏈式SVG裝置的基本原理23</p><p>　　4.2 SVG的工作原理23</p><p

18、>　　4.3 逆變器主電路器件的基頻開關法（FFS）24</p><p>　　4.4 本章小結27</p><p><b>　　結論28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p>

19、<p><b>　　附錄33</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景</p><p>　　隨著近幾年來工業(yè)，尤其是電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電能的傳輸距離和容量不斷加大，用戶對于用電質量的要求卻越來越高；而電力系統(tǒng)中非線性用電設備，特別是電力電子裝置的使用

20、，使電力系統(tǒng)中諧波污染的問題愈來愈嚴重，且多數(shù)電力電子裝置的低功率因數(shù)，增加了電網的負擔，嚴重影響電網的供電質量。這使得諧波抑制問題和無功功率補償問題成為電力系統(tǒng)領域中的一項重大課題。</p><p>　　對于使用電力電子裝置所帶來的諧波污染以及功率因數(shù)低的問題，解決方法有兩種：一是針對電力電子裝置自身進行改造，使其在使用時既不產生較強的諧波污染，同時又能減小對無功功率的消耗，達到提高輸電質量的目的。二是在電力系

21、統(tǒng)中裝設大量無功補償裝置，從而達到提高輸電網的傳輸能力，減小無功功率的損耗，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的目的。由于前者需要針對多數(shù)元器件及裝置進行改造，范圍廣、成本高，不符合經濟性的原則，較難達到；而后者適用范圍廣，局限性小，操作起來比較簡單，已經在實際中得到了廣泛的應用。</p><p>　　1.2 幾種無功補償裝置簡介</p><p>　　1.2.1 早期無功補償裝置</p>

22、<p>　　早期的無功補償裝置是以同步調相機和固定補償電容器為主的[33]。其中，同步調相機的運行成本較高，安裝復雜，且同步調相機是旋轉電機，其運行時的損耗和噪聲都較大，運行和維護都很復雜，響應速度慢；而固定補償電容器的補償容量并不是連續(xù)變化的，可能會與系統(tǒng)發(fā)生諧振?，F(xiàn)在的生產實際中，已經不再使用同步調相機來進行無功補償。</p><p><b>　　1.2.2 MSC</b>&l

23、t;/p><p>　　機械開關投切電容器組（MSC）是一種較為簡單的無功補償裝置。其在無功補償時可分級調節(jié)、分組投切，但其并不屬于動態(tài)無功補償?shù)姆懂?。由于MSC的價格低廉，適用于負荷波動不太頻繁的地點[34]。目前來看，在國內依然擁有較為廣泛的市場。</p><p><b>　　1.2.3 SVC</b></p><p>　　靜止無功補償器（SVC

24、）是目前國際上常用的動態(tài)無功補償裝置。據(jù)統(tǒng)計，全世界投入運行的SVC已經超過1000套，總容量超過100Gvar[35]。</p><p>　　由于SVC擁有響應速度快，可以進行連續(xù)的無功功率輸出等特點，這使得其在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應用。但其銅耗和鐵耗均比較大，且輸出到交流系統(tǒng)中的高次諧波較多，其中電抗的體積也很大，使得其仍需進一步的改進和完善[36]。</p><p>　　SVC主要有

25、以下幾種形式：飽和電抗器（SR型SVC）、晶閘管投切電容器型（TSC型SVC）、固定電容-晶閘管控制電抗器型（FC-TCR型SVC）、機械投切電容器-晶閘管控制電抗器型（MSC-TCR型SVC）以及晶閘管投切電容器-晶閘管控制電抗器型（TSC-TCR型SVC）[37]。</p><p>　　1.2.4 TCSC</p><p>　　可控串聯(lián)電容補償（TCSC）是基于晶閘管控制的串聯(lián)補償裝置

26、，其主要應被用在輸電系統(tǒng)中，以提高電網的傳輸能力以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　1.2.5 SVG</b></p><p>　　SVG又被稱為STATCOM，在早期國內外的很多文獻中對其的稱呼多有不同。在美國其被稱為STATCON，即靜止調相機（Static Condenser），而在歐洲等地則被叫做先進靜止無功功率補償器（ASVC-Advanced

27、Static Var Compensator），在中國及日本等地過去則習慣稱其為靜止無功功率發(fā)生器（SVG-Static Var Generator）。在1995年，國際高壓大電網會議與電力、電子工程師學會（Gigre-IEEE）建議統(tǒng)一稱為STATCOM（Static Synchronous Compensators）[38]。</p><p>　　SVG是基于瞬時無功功率的概念和補償原理采用GTO構成的換相交

28、流器。SVG分為電壓型和電流型橋式電路兩種。其中電壓型因其損耗較小，易于控制而在實際中被廣泛應用。通過對其交流側電流的直接控制或對橋式電路交流側輸出電位、幅值的調節(jié)，從而來進行無功功率交換。SVG與SVC相比，調節(jié)速度加快，調節(jié)范圍變寬，在欠電壓條件下的無功功率的調節(jié)能力增強，具有良好的補償特性。</p><p>　　1.2.6 幾種無功補償裝置的比較</p><p>　　同步調相機補償是

29、早期的無功補償裝置，成本高，安裝復雜，目前正逐步被淘汰[17]。MSC出現(xiàn)也比較早，在技術上雖然不算先進，但結合目前先進的才、控制技術，MSC以其優(yōu)良的性價比，在無功負荷波動不太頻繁的場合依然具有廣泛的市場空間。目前在國外，SVC技術已經相當成熟，并取得了廣泛的工程應用[10]。SVG裝置作為一種比SVC在動態(tài)補償上表現(xiàn)更良好的先進補償裝置，已經開始實現(xiàn)產業(yè)化并應用于工程領域，只是因為價格比較高，還不能完全取代SVC在動態(tài)補償領域的作用

30、。</p><p>　　1.2.7 SVG與SVC的比較</p><p>　　SVG和SVC這兩種FACTS設備都是無功補償裝置，它們的無功補償基本原理都是一致的；但是由于它們的主電路采用的電力半導體器件的不同，因此兩種裝置的結構配置、無功補償控制原理、運行性能等方面都不一樣?？傮w來說，SVG裝置在很多方面具有SVC裝置無法比擬的優(yōu)點，具體方面如下：</p><p>

31、;<b>　　一、儲能元件</b></p><p>　　就理論而言SVG的橋式變流電路的直流側可以不設儲能元件；實際上，為維持橋式變流其的正常工作，其直流側仍需要一定大小的點干活電容作為儲能元件，但所需儲能元件的容量遠比SVG所能提供的無功容量要小。而對傳統(tǒng)的SVC裝置而言，其所需儲能元件的容量至少要等于其所提供無功功率的容量。因此，SVG中儲能元件的體積和成本與同容量的SVC相比將大大減小

32、。</p><p><b>　　二、連接電抗器</b></p><p>　　電壓源型橋式SVG接入電網的連接交流電抗器，其作用是濾除電流中可能存在的較高次諧波，另外起到將裝置中的變流器和電網這兩個交流電壓源連接起來的作用，因此所需的電感值并不大。而與補償容量相同的TCR等SVC裝置所需的電感量相比，SVG的連接電感要小很多。</p><p>&

33、lt;b>　　三、諧波問題</b></p><p>　　傳統(tǒng)的SVC裝置中的諧波，一直以來是一個令人頭疼的問題；由于TCR和TSC裝置采用晶閘管的相控技術，改變晶閘管的導通角的大小，來動態(tài)調整其容量的變化，從而實現(xiàn)裝置的動態(tài)補償。這種補償原理決定了裝置必然會產生大量的諧波成分，一般的解決辦法是設置或利用并聯(lián)電容器的方法，即通過在并聯(lián)電容器上串聯(lián)小的調諧電抗器構成LC低通和高通濾波器的方法來抑制諧

34、波。由于電網電壓和負載總是動態(tài)變化的，對諧波的一直也是隨之變化的，效果并不是很理想。而對SVG而言，完全可以采用橋式變流電路的多重化技術、多電平技術或PWM技術來進行處理，能夠很方便的去除低次諧波，也能夠使高次諧波分量抑制到可以接受的程度[7]。</p><p>　　1.3 我國電力系統(tǒng)對SVG的需求</p><p>　　目前，我國正在發(fā)展大區(qū)域互聯(lián)電網，因廣大電網都缺乏有效地無功調控手段

35、及500kV電網相對薄弱，使得我國原先主要發(fā)生在220kV等級的功角穩(wěn)定已開始逐漸轉移為500kV電網的電壓穩(wěn)定問題，嚴重威脅著大區(qū)電網的運行安全[39]。從環(huán)境保護考慮，以后新建火電廠將要遠離城市，如果受電端扔缺乏有效地無功支撐措施，則電壓穩(wěn)定問題將更加嚴重。</p><p>　　目前我國常用的無功調節(jié)設備仍為機械式并聯(lián)電抗器、投切電容器，這些靜止型調壓手段，因調節(jié)不連續(xù)，響應速度慢，很難滿足系統(tǒng)運行方式快速變

36、化時的需求。而另一種調壓裝置SVC，響應速度很快，但由于呈恒阻抗特性，使得在電壓低時，無法提供所需的無功支持，因此應付突發(fā)事件的能力較弱，并且為了諧波必須裝設濾波器，占地面積較大，此外，過多的SVC裝置容易引發(fā)系統(tǒng)振蕩。相比之下，SVG則是較為有效的調壓手段，他的無功電流輸出可在很大電壓變化范圍內恒定，在電壓低時仍能提供較強的無功支持，并且可在從感性到容性全范圍內連續(xù)調節(jié)，使得其無功輸出相當與同容量SVC的1.4倍~2.0倍，據(jù)專家估計

37、，當容量超過100Mvar時，SVG的性價比與SVC相當[40]。另外因SVG的靈活調壓，還可以大大減少變壓器分接頭的切換次數(shù)，從而減少分接頭故障次數(shù)。除了具有上述諸多優(yōu)點之外，SVG還可以抑制電壓閃變，提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，并且其可靠性已得到很大提高[8]。結合我國的國情和已有的技術，發(fā)展SVG應是解決我國電壓穩(wěn)定問題的有效手段，并且也是我國FACTS發(fā)展的主要方向[1]。</p><p>　　1.4國內外SV

38、G的研發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　1.4.1 國外SVG的應用現(xiàn)狀</p><p>　　一、1991年日本關西電力±80MvarSVG[22]</p><p>　　1991年，日本關西電力公司發(fā)起，由三菱公司研制的±80Mvar SVG在Inuyama開關站投運，其電網接線如圖1-1所示，SVG位于水電廠群至負荷中心長距離輸電線路的中段

39、，安裝了這臺SVG之后，輸電通道輸送功率極限由530MW提高到620MW，提升了約17％。另據(jù)統(tǒng)計，13本在20世紀90年代共安裝了4臺用于輸電網的SVG，到2002年，這4臺裝置的可用率均在99％以上，具有非常高的可靠性[23]。</p><p>　　圖1-1 日本關西電力±80MvarSVG系統(tǒng)接線圖</p><p>　　二、1996年美國TVA±100MvarS

40、TATCOM[24]</p><p>　　Sullivan變電站位于美國田納西州東北部，屬于TVA(Tennessee Valley Authority)管轄，其接線簡圖如圖1-2(b)所示。該變電站由500kV輸電網和4條160kV線路供電，冬季負荷高峰期，該地區(qū)負荷可達900MW，其中55％由Sullivan變電站提供。</p><p><b>　　(a)</b>

41、</p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　圖1-2 美國TVA±100MvarSTATCOM系統(tǒng)</p><p>　　(a)STATCOM裝置外觀；(b)變電站接線簡圖</p><p>　　三、1997年丹麥某風電廠±8MvarSTATCOM[25]</p>&

42、lt;p>　　該STATCOM的主要目的是研究STATCOM應用于風電廠提高接人電網系統(tǒng)的電能質量并防止風電廠形成“孤島”后的災難性后果[41]。</p><p>　　風電廠接入電網系統(tǒng)時一般面臨兩個主要問題：其一是異步發(fā)電機吸收的無功功率隨輸出有功功率的變化而變化，受風力的影響變化比較頻繁；其二是形成孤島后，若并聯(lián)補償無功功率高于異步發(fā)電機吸收的無功功率，異步發(fā)電機容易激發(fā)自激振蕩?；谏鲜鰞蓚€原因，固定

43、并聯(lián)電容補償在風電廠中的應用受到限制，而STATCOM動態(tài)無功響應快速的優(yōu)點可得到充分發(fā)揮。</p><p>　　隨著風力發(fā)電的蓬勃發(fā)展，STATCOM越來越多地應用于風電入網的場合，發(fā)揮靜態(tài)電壓調節(jié)和暫態(tài)電壓支撐的作用[26][27]。</p><p>　　四、1999年英國國家電網±75MvarSTATCOM[28]</p><p>　　20世紀90年

44、代中期，英國國家電網計劃在北方地區(qū)新建一座低成本燃氣電廠，分析表明電廠投運后將增加流向南方負荷中心的潮流，使得南方地區(qū)無功不足的問題凸現(xiàn)。在增加南方受端地區(qū)無功補償?shù)恼w計劃中，位于倫敦北部的East Clayton變電站加裝225Mvar的無功補償裝置是一個重要內容。出于節(jié)省用地和發(fā)展新技術的目的，英國國家電網選擇了基于STATCOM的動態(tài)無功系統(tǒng)。</p><p>　　英國國家電網對動態(tài)無功系統(tǒng)的要求為：容量

45、為0～225Mvar，輸出連續(xù)可調，接人電壓等級為400kV或275kV，在6個月內可以從一個安裝點整體移動至另一安裝點，系統(tǒng)可用率高于98％等[29]。</p><p>　　ALSTOM公司根據(jù)上述性能指標，率先提出了一種鏈式結構的STATCOM，其系統(tǒng)構成如圖1-3(b)所示，由23Mvar濾波器、127MvarTSC及一臺±75Mvar鏈式STATCOM組成。由于裝置的核心部分——電壓源逆變器采用

46、了新型的鏈式結構，獲得了一系列優(yōu)異的性能，包括造價低(省去了多重化變壓器的投資)、占地少(主體部分占地面積少于400m²)、冗余運行可靠性高、模塊化設計擴展性好，等等[30]。</p><p><b>　　(a)</b></p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　(a)STATCOM裝置外觀

47、；(b)并聯(lián)無功補償系統(tǒng)構成</p><p>　　圖1-3 英國國家電網±75Mvar鏈式STATCOM</p><p>　　1.4.2 SVG的在應用中的作用與優(yōu)勢</p><p>　　從國內外的研究成果和應用經驗來看，STATCOM作為一種先進的動態(tài)無功補償裝置，應用于輸電網可發(fā)揮以下幾方面的作用：</p><p>　?。?）

48、當系統(tǒng)發(fā)生故障時，動態(tài)地提供電壓支撐，確保母線電壓的穩(wěn)定性，提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，減少低壓釋放負荷數(shù)量，并防止因暫態(tài)電壓崩潰導致的大面積惡性停電事故；</p><p>　?。?）動態(tài)地維持輸電線路端電壓，提高輸電線路穩(wěn)態(tài)傳輸功率極限(每kvar的無功輸出約能提高0.5~0.7kW的暫態(tài)穩(wěn)定極限值)，提高交直流遠距離輸電能力；</p><p>　?。?）抑制系統(tǒng)過電壓，改善系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性

49、；</p><p>　?。?）阻尼電力系統(tǒng)功率振蕩。</p><p>　　1.4.3 鏈式結構SVG</p><p>　　由于鏈式結構多電平SVG摒棄了以往SVG必備的多重化變壓器，兩種不同結構的SVG進行比較，鏈式多電平結構的SVG具有下列明顯的優(yōu)點：</p><p>　?。?）鏈式多電平逆變器可以采用普通變壓器接入系統(tǒng)，避免了多重化變壓器

50、，減少了占地面積，降低了裝置成本；</p><p>　?。?）在電力系統(tǒng)收到擾動的情況下，鏈式多電平逆變器結構的SVG裝置可以分相進行控制，從而能更好地提供電壓的支撐作用；</p><p>　?。?）鏈式多電平逆變器采用模塊化結構，十分便于擴展SVG裝置的容量；</p><p>　　（4）由于鏈式結構逆變器的每一相都是由相互獨立的單相橋串聯(lián)而成，因此，可以采用冗余的

51、功率模塊，從而大大提高裝置的可靠性；</p><p>　?。?）在變壓器多重化逆變器中，存在變壓器激磁回路中剩磁飽和問題和非線性導致的裝置過電壓和過電流問題，這些問題在鏈式結構逆變器里面完全的避免了。</p><p>　　鏈式結構SVG是最新型的靜止無功補償裝置，其基本的主電路變流器結構與傳統(tǒng)的SVG結構不同，鏈式裝置由多個單相H橋逆變器串聯(lián)構成主電路的一相，其中每個單相H橋都有自己獨立的

52、分立直流電容器；這種結構決定了其控制的復雜性，其中的直流電容器電壓的平衡控制等問題是此裝置的主要難點之一[5]。</p><p><b>　　1.5 本章小結</b></p><p>　　本章主要分析了幾種常見的無功補償裝置的優(yōu)點與不足，并對國外近幾年中SVG的應用實例進行了介紹。簡單地總結了SVG在當前應用的優(yōu)勢。</p><p>　　第2章

53、 高壓SVG裝置的基本原理</p><p>　　2.1 SVG的工作原理</p><p>　　逆變器 連接變壓器 電力系統(tǒng)</p><p>　　圖2-1 SVG裝置調節(jié)無功的原理示意圖</p><p>　　如圖2-1所示，為SVG的原理示意圖，其中直流側為儲能電容，為SVG提供直流電壓支撐，逆變器通常由多個逆變橋串聯(lián)或并

54、聯(lián)而成，其主要功能是將直流電壓變換為交流電壓，而交流電壓的大小、頻率和相位可以通過控制逆變器中可關斷器件（如GTO、IGCT、IEGT等）的驅動脈沖進行控制。連接變壓器將逆變器輸出的電壓變換到系統(tǒng)電壓，從而使SVG裝置可以并聯(lián)到電力系統(tǒng)中[4]。連接變壓器本身的漏抗可以用于限制電流，防止逆變器故障或系統(tǒng)故障時產生過大的電流。整個SVG裝置相當于一個電壓大小可以控制的電壓源。設置SVG裝置產生的歸算到系統(tǒng)側的空載相電壓為UI，系統(tǒng)相電壓為

55、US，連接電抗為X，則SVG裝置輸出的電流為</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　因此，SVG裝置輸出的單相視在功率為</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　通常情況下，SVG裝置只吸收很小的有功功率或不吸收有功功率，因此其產生的電壓UI

56、與系統(tǒng)電壓US相位相同，因此SVG裝置輸出的單相無功功率為</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　當控制SVG裝置產生的電壓小于系統(tǒng)電壓即UI<US時，SVG裝置向系統(tǒng)輸出的無功功率Q<0，此時SVG裝置相當于電感；當控制SVG裝置產生的電壓大于系統(tǒng)電壓即UI>US時，SVG裝置想系統(tǒng)輸出的無功功率Q>0，此時SV

57、G裝置相當于電容。由于SVG裝置產生的電壓UI的大小可以連續(xù)快速地控制，因此SVG吸收的無功功率可以連續(xù)地由正到負進行快速調節(jié)。</p><p><b>　　2.2 單相橋電路</b></p><p>　　2.2.1 單相橋電路的結構和工作原理</p><p>　　由于單相橋電路是構成SVG裝置的基礎，而且三相橋工作原理也與它類似，所以應從單相

58、橋電路的工作原理著手，對SVG裝置進行分析。</p><p>　　如圖2-2所示，為單相橋電路，直流側為儲能電容，電壓為，G1、</p><p>　　圖2-2 單相橋電路</p><p>　　G2、G3、G4為晶閘管件而V1、V2、V3、V4為與相應可關斷器件反并聯(lián)的二極管，單相橋電路的輸出電壓為uLR(t)。通過控制四個可關斷器件的開通與關斷，可以方便地控制單相橋

59、電路的輸出電壓。由于大功率可關斷器件的工作頻率不能太高（最高為幾千赫茲），同時，開關頻率高也會導致器件的損耗增大，因此用于SVG的單相橋電路中的可關斷器件的工作頻率都較低（小于幾百赫茲）[2]。</p><p>　　圖2-3 單相橋電路各可關斷器件的觸發(fā)脈沖及輸出電壓</p><p>　　圖2-3給出了單相橋電路各可關斷器件的觸發(fā)脈沖，其中觸發(fā)脈沖為1表示該可關斷器件導通，而觸發(fā)脈沖為0表

60、示該可關斷器件關斷。如果直流側電壓不變，則單相橋電路的輸出電壓波形如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-4 單相橋電路接入系統(tǒng)的等效電路圖</p><p>　　如圖2-4為單相橋電路接人系統(tǒng)的等效電路圖，圖中C為直流側電容，L為連接變壓器閥側至SVG同步信號采樣點之間的電感，忽略單相橋電路的損耗。圖2-3給出了單相橋電路各個可關斷器件的觸發(fā)脈沖及其時序關系。單相橋電路的觸發(fā)脈沖滿足如

61、下條件，即同一橋臂上的可關斷器件不能同時開通，即G1和G3、G2和G4不能同時開通，否則電容將通過橋臂短路，造成可關斷器件過流而損壞。其次按照SVG裝置的要求，還對觸發(fā)脈沖提出了如下要求：</p><p>　?。?）每個可關斷器件導通和關斷各半個周期（即電角度），因此觸發(fā)脈沖為1和0的時間各為半周期，如圖2-3所示。</p><p>　　（2）根據(jù)（1），橋臂上下的可關斷器件必然處于互補狀

62、態(tài)，即上下橋臂可關斷器件觸發(fā)脈沖不能同時為1也不能同時為0，從而必然是一個為1，另一個為0，即互補。</p><p>　?。?）以δ為參考角（δ為同步信號usa(t)與單相橋輸出電壓uLR(t)的相角差，即單相橋輸出基波電壓滯后同步信號電壓的角度），G1超前β角而G4滯后β角（0≤β≤π/2，β一般固定）。</p><p>　　圖2-3所示的單相橋電路的觸發(fā)脈沖滿足上述三個條件。根據(jù)觸發(fā)脈

63、沖的情況可以分析一周期內各可關斷器件的導通狀態(tài)及單相橋電路的工作狀態(tài)。</p><p>　　2.2.2 單相橋電路的時域數(shù)學模型</p><p>　　由圖2-4可以對一周期內各可關斷器件導通的情況及單相橋電路的工作狀態(tài)進行分析。</p><p><b>　?。?）當及時有</b></p><p>　　可見只有G1和G2可

64、能導通，G3和G4關斷，G1與V2或G2與V1構成不過電容C的短路環(huán)，此時單相橋處于短路狀態(tài)。</p><p><b>　　（2）當時有</b></p><p>　　此時G2與G3關斷，G1與G4可能導通。若iL>0，則G1與G4導通；若iL<0，則V1與V4導通，其中iL<0為整流狀態(tài)，而iL>0為逆變狀態(tài)，無論整流狀態(tài)還是逆變狀態(tài)，電路拓撲

65、一樣，均是經過電容C形成的回路。</p><p><b>　?。?）當時有</b></p><p>　　此時G1和G2關斷，G3和G4可能導通，G3與V4或G4與V3構成不過電容C的短路環(huán)，單相橋電路處于短路狀態(tài)。</p><p><b>　?。?）當時有</b></p><p>　　此時G1與G4

66、關斷，G2與G3可能導通。若iL>0，則V2與V3導通；若iL<0，則G2與G3導通，其中iL<0為逆變狀態(tài)，而iL>0為整流狀態(tài)。無論整流狀態(tài)還是逆變狀態(tài)，電路拓撲一樣，均是經過電容C形成的回路。</p><p>　　圖2-5 單相橋電路的四種拓撲結構</p><p>　　圖2-5示出了四種工作狀態(tài)下單相橋電路的拓撲結構。下面根據(jù)單相橋電路拓撲結構的變化分別列出其

67、微分方程及解如下，并作出如下假定：</p><p>　?。?）單相橋從拓撲狀態(tài)（a）開始運行，且0≤δ≤β。</p><p>　?。?）電容初始電壓為udc0，電感初始電流為iL0。</p><p>　?。?）取同步信號采樣點的系統(tǒng)電壓usa=Usinωt為參考電壓。忽略同步信號采樣點系統(tǒng)側的電感及電路中的電阻。</p><p>　　拓撲（a

68、）：0<ωt≤δ+β（為簡化書寫，下面用udc(ωt)代表udc(t)記初值，iL相同）時有</p><p><b>　　解：</b></p><p><b>　　拓撲（b）：時有</b></p><p><b>　　解：</b></p><p><b>　　其

69、中</b></p><p><b>　　拓撲（c）：時有</b></p><p><b>　　解：</b></p><p><b>　　拓撲（d）：時有</b></p><p><b>　　解：</b></p><p>

70、<b>　　其中</b></p><p><b>　　拓撲（a）：時有</b></p><p><b>　　解：</b></p><p>　　單相橋電路經由（a）、（b）、（c）、（d）四種拓撲結構后再回到狀態(tài)（a），不斷周期地循環(huán)下去，只要將（d）的終值作為狀態(tài)（a）的初值即可將電路的狀態(tài)解出，將前

71、一狀態(tài)的終值作為后一狀態(tài)的初值不斷地解微分方程組，即可將整個電路在無限長時間內運行的狀態(tài)解出。</p><p><b>　　2.3 本章小結</b></p><p>　　本章具體介紹了SVG的工作原理。同時對其基本組成結構單相橋電路的結構和工作原理進行了分析，并分析了其的時域數(shù)學模型。</p><p>　　第3章 高壓SVG的主電路結構和工作原

72、理分析</p><p>　　3.1 高壓SVG主電路結構選擇的概述</p><p>　　研制高壓大容量SVG的難點在于其容量大以及由此引發(fā)的系統(tǒng)復雜龐大的問題，大容量對主電路結構的合理化、科學化提出了更高的要求[6]。</p><p>　　通常SVG采用的主電路基本單元結構為如圖3-1所示的單相橋、三相橋和三單相橋電路。由于單相橋（或三相橋）電路輸出電壓諧波含量較&

73、lt;/p><p>　　圖3-1 基本逆變橋結構示意圖</p><p>　　大，因此不能直接接入電力系統(tǒng)，否則會造成諧波污染；再者，由于GTO等器件開關容量及電壓等級的限制，單個單相橋（或三相橋）電路的容量與電力系統(tǒng)對無功容量的需求相比還有較大差距，因此單個單相橋或單個三相橋還不能構成真正滿足電力系統(tǒng)諧波要求容量要求的SVG裝置。由此，如何采用IGCT等電力電子器件，配合變壓器、電抗器、電容器

74、等構成滿足電力系統(tǒng)電壓等級要求、諧波要求和容量要求的SVG裝置，就成為SVG裝置主電路設計的關鍵。[9]目前，能提高SVG裝置逆變器容量、提高電壓等級又能較為有效地消除諧波的技術措施，主要有下列三種：</p><p>　?。?）多重化技術：這是一種對SVG裝置研究開發(fā)最早選用的大幅度提高裝置總容量的有效辦法。采用2、4或者8個三相橋逆變器或三單相橋逆變器組合使用的方法，可以成倍提高裝置的總容量。采用多重化時，必須

75、考慮交流側變壓器的連接方式、不同逆變器間的移相角度、交流側輸出是采用并聯(lián)還是串聯(lián)，以及輸出電壓總諧波等問題。</p><p>　?。?）多電平技術：單相橋輸出電壓雖然為三電平，但是每個橋臂只能輸出兩個電平的電壓，橋臂中點對直流側電容負極的電壓要么為零，要么為udc，只有兩種可能的值，而采用多電平技術，則橋臂中點的輸出電平有多個值，如三電平電路、5電平電路、7電平電路等。采用多電平技術可以有效地消除輸出電壓中的諧波

76、，同時提高輸出電壓的等級和增加逆變器的容量，如三電平結構逆變器輸出電壓和容量都比兩電平結構增加一倍。但采用5電平以上的電路，電路結構和控制都很復雜，直流側電容電壓的平衡控制更加困難，因此在大容量的SVG裝置中一般只采用三電平的結構。</p><p>　?。?）單相橋串聯(lián)技術：即所謂的鏈式連接技術。采用鏈式結構的SVG裝置每相都由若干單相橋串聯(lián)組成，因此總的電壓輸出和整個裝置的容量都可以成倍提高，而且可以對串聯(lián)的每

77、個橋采用不同的驅動脈沖，使每個橋輸出電壓所含諧波大小和相位不一樣，使最終疊加而成的總輸出電壓諧波含量很小[13]。鏈式連接方式可以做成模塊化，而且在設計時可以采用冗余設計，串聯(lián)橋鏈中某一個損壞可以不影響整個橋鏈的工作。鏈式結構的另一個突出優(yōu)點是三相相互獨立，因此可以三相獨立控制，在電力系統(tǒng)三相不平衡時，裝置仍然可以正常運行[3]。但鏈式結構也存在不足之處，即三相分開且每個單相橋分開，因此SVG裝置在工作時，三相橋直流側電壓波動較大，因而

78、直流側需要安裝容量較大的電容器，同時串聯(lián)的單相橋直流側電壓可能不平衡，因此要采取較為復雜的外圍電路或控制方法平衡直流側電容，否則會影響SVG裝置的安全。</p><p>　　綜上所述，SVG要實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的補償性能，其主電路的結構選型時一項很重要的工作。</p><p>　　3.2 幾種主要逆變器結構及分析</p><p>　　3.2.1 變壓器多重化逆變器結構及

79、分析</p><p>　　圖3-2為清華大學研制的±20Mvar SVG裝置的變壓器多重化主電路結構及曲折變壓器的連接。圖3-3中每個三相逆變器均由三個單相橋逆變器構成。圖3-3為逆變器多重化主電路拓撲結構原理接線圖。圖3-4給出了交流側曲折變壓器的連接方法。從圖3-4可以看到±20MvarSVG裝置輸出的線電壓由6個單相橋疊加而成，而各單相橋輸出的脈沖都是階梯波，只是各自的相角不同。為了消除

80、3、5、7次諧波及3的倍數(shù)次諧波的目的，30°與45°單相橋輸出電壓比0°與15°單相橋輸出電壓高倍（通過改變變壓器變比實現(xiàn)）。因此，理論上采取圖3-3所示的變壓接</p><p>　　圖3-2 SVG裝置的主電路結構及變壓器連接</p><p>　　圖3-3 SVG裝置三相逆變器的接線圖</p><p>　　圖3-4 SVG

81、裝置的主電路的曲折接法</p><p>　　法的SVG裝置，輸出的線電壓中只含有11次和13次等高次諧波，輸出電壓總的諧波畸變率（THD）為6.81%，符合電力系統(tǒng)的諧波限制條件[14]。圖3-4所示的是SVG裝置的主電路的曲折接法示意圖。</p><p>　　SVG裝置采用變壓器多重化主電路結構存在下列不足之處：</p><p>　　（1）由于曲折結構變壓器的存在

82、，占據(jù)了本裝置設備投資建設所需高額成本的絕大部分；</p><p>　　（2）在變壓器多重化主電路結構SVG裝置的總有功功率損耗中，曲折變壓器內的有功功率損耗占據(jù)了高達近50%的份額；</p><p>　?。?）變壓器多重化主電路結構SVG裝置結構龐大，其中曲折變壓器一項是其中體積最大的，需要占據(jù)總體系統(tǒng)40%的實際空間；</p><p>　　（4）電力系統(tǒng)暫態(tài)的浪

83、涌過壓等問題會引起曲折變壓器飽和，從而導致控制上十分困難。</p><p>　　3.2.2多電平二極管鉗位逆變器結構及分析</p><p>　　由于SVG裝置采用曲折變壓器多重化主電路，帶來以上所述的很多問題；為了改善這些問題，研究者提出了兩種全新拓撲結構的解決方案，即：二極管鉗位多電平逆變器和飛跨電容多電平逆變器[12]。</p><p>　　這類拓撲結構的多電平

84、電壓源逆變器能夠達到很高的電壓，并且無需變壓器僅通過新設計的拓撲結構就能夠有效地抑制諧波；尤其這種結構的SVG裝置可以滿足高電壓、高功率的應用。</p><p>　　圖3-5 5電平二極管鉗位逆變器結構</p><p>　　圖3-5所示的就是5電平二極管鉗位電壓源逆變器結構圖。這種結構的逆變器無需變壓器就可以達到較高的性能。</p><p>　　二極管鉗位多電平逆變

85、器存在的不足之處：</p><p>　?。?）隨著電平數(shù)的增加，需要的大功率鉗位二極管的數(shù)目也將成倍的增加；</p><p>　?。?）鉗位二極管要承受很高的反向擊穿電壓；</p><p>　?。?）必須要維持電壓的持續(xù)平衡。</p><p>　　3.2.3 飛跨電容多電平逆變器結構及分析</p><p>　　另一種多

86、電平電壓源逆變器拓撲結構是，飛跨電容多電平逆變器。這種結構的逆變器能夠解決系統(tǒng)電壓不平衡問題，同時也避開了二極管鉗位多電平逆變器結構需要太多數(shù)量鉗位二極管的問題。</p><p>　　圖3-6 5電平飛跨電容逆變器拓撲結構</p><p>　　在這種結構的逆變器中，雖然解決了鉗位二極管等問題，但是這種結構的逆變器需要大量的鉗位電容。</p><p>　　采用飛跨電容

87、結構的逆變器存在的不足之處：</p><p>　　（1）此種結構由于需要大量的電容器，大大增加了裝置的體積，同時也使得裝置的成本增加；</p><p>　?。?）和二極管鉗位逆變器類似，控制電容電壓平衡十分困難。</p><p>　　3.2.4 鏈式結構的多電平逆變器結構及分析</p><p>　　采用鏈式結構的M電平逆變器每相都由（M-1）

88、/2個單相橋串聯(lián)組成，同時每個單相橋都有獨立的直流電源。這種逆變器不需要變壓器、鉗位二極管或飛跨電容。</p><p>　　圖3-7 鏈式結構示意圖</p><p>　　由于采用單相橋串聯(lián)，因此總的電壓輸出和整個裝置的容量都可以成倍提高，而且可以對串聯(lián)的每個橋采用不同的驅動脈沖，使每個橋輸出電壓所含諧波大小和相位不一樣，使最終疊加而成的總輸出電壓諧波含量很小[19]。</p>

89、<p>　　鏈式結構多電平逆變器的優(yōu)點：</p><p>　?。?）該結構逆變器特別適合于高壓、大功率場合的應用；</p><p>　?。?）單個工頻電源周期中每個開關管可以只開關一次；而且產生的多級階梯波形非常接近正弦輸出電壓，并且電平越高產生的波形就越接近；</p><p>　?。?）鏈式結構本身是由多個單相全橋逆變器單元構成每個單相橋都有自己的分離

90、直流電源，因此可以不需要電壓平衡電路或者有開關設備的電壓匹配問題；</p><p>　　（4）可以采用模塊化結構，提高裝置的可擴展性；</p><p>　?。?）與變壓器多重化電壓型逆變器和二極管鉗位多電平逆變器及飛跨電容逆變器相比也有其明顯的優(yōu)越性。</p><p>　　鏈式結構多電平逆變器存在的不足之處：</p><p>　?。?）每個單

91、相橋就需要一個獨立的直流儲能電容器或直流電源；</p><p>　?。?）當采用直流儲能電容器時，需要控制直流電壓的平衡問題。</p><p><b>　　3.3 本章小結</b></p><p>　　本章詳細介紹了SVG常用的幾種主電路結構，變壓器多重化逆變器結構、多電平二極管鉗位逆變器結構、飛跨電容多電平逆變器結構、鏈式結構的多電平逆變器結

92、構，并對其的優(yōu)缺點進行了分析和對比。</p><p>　　第4章 鏈式SVG系統(tǒng)與控制</p><p>　　4.1 鏈式SVG裝置的基本原理</p><p>　　SVG裝置的基本原理簡單來說就是將自換相橋式電路通過電抗器或者直接并聯(lián)在電網上，適當?shù)卣{節(jié)橋式電路交流側輸出電壓的相位和幅值，或者只就控制其交流側電流，就可以使電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)補

93、償?shù)哪康摹?lt;/p><p>　　SVG裝置分為電壓型橋式電路和電流型橋式電路兩種類型。直流側分別采用的是電容和電感這兩種不同的儲能元件。[21]對電壓型橋式電路，還需要串聯(lián)上連接電抗器才能并入電網；對電流型橋式電路，還需要在交流側并聯(lián)上吸收換相產生的過電壓的電容器。由于運行效率等原因，投入使用的SVG裝置大都采用電壓橋式電路[15]。</p><p>　　作為動態(tài)無功補償裝置類型之一，SV

94、G裝置的控制從控制策略的選擇來講，應該根據(jù)補償器要實現(xiàn)的功能和應用的場合，以決定采用開環(huán)控制、閉環(huán)控制或者兩者相結合的控制策略。</p><p>　　通常SVG根據(jù)對無功電流（或無功功率）參考值的調節(jié)來產生所需的無功電流（或無功功率）；由于在系統(tǒng)電壓基本保持恒定時，對無功電流的控制也就是對無功功率的控制；因此此種單一參數(shù)的控制方法有間接電流控制和直接電流控制兩大類控制方法。</p><p>

95、;　　針對鏈式多電平SVG的控制策略，由于鏈式多電平SVG主電路逆變器每相是由若干個具有獨立直流電容的單相橋（已成為H橋）串聯(lián)而成，每個單相橋工作在三電平逆變器模式下；因此現(xiàn)有的兩電平逆變器調制方法不能直接應用于鏈式逆變器的各個H橋，另外由于鏈式逆變器輸出電壓是各H橋輸出電壓的疊加，電平數(shù)的增加可以使輸出電壓的諧波含量進一步減少，或者在滿足諧波要求的前提下降低主開關器件的開關頻率。此外在對鏈式多電平SVG的控制策略選擇上還要充分考慮一個

96、關鍵問題，就是主電路逆變器串聯(lián)的各個H橋的獨立直流電容的電壓平衡[18]。綜合考慮上述情況，鏈式多電平SVG的控制目標為：</p><p>　?。?）使輸出電壓的基波幅值為控制目標值，并且使各個單相橋輸出的基波電壓的幅值相位完全相同；</p><p>　　（2）使逆變器總輸出電壓中的低次諧波性能達到最優(yōu)，即逆變器總輸出電壓低次諧波的諧波畸變率最低。</p><p>

97、　　4.2 SVG的工作原理</p><p>　　SVG正常工作時，是通過電力半導體器件的通斷將直流側電壓轉換成交流側與電網同頻率的輸出電壓；因此當僅考慮基波頻率時，SVG可以等效的看做幅值和相位均可以控制的一個與電網同頻率的交流電壓源，通過交流電抗器連接到電網上?？紤]到主電路逆變器的開關損耗、直流電容器的有功功率損耗以及交流電抗器的有功損耗，為簡化分析，將總的損耗集中作為連接電抗器的電阻來考慮；那么SVG大的工

98、作原理可以用圖4-1所示的單相等效電路圖來說明。</p><p>　　圖4-1 SVG與系統(tǒng)連接單相等效原理圖</p><p>　　理想情況下，可將裝置等效成可控電壓源，系統(tǒng)視為理想電壓源，兩者相位一致。當>時，從系統(tǒng)流向裝置的電流超前系統(tǒng)電壓，裝置工作于容性區(qū)，輸出感性無功；反之，當<時，從系統(tǒng)流向裝置的電流相位滯后系統(tǒng)電壓，裝置工作于感性區(qū)，吸收感性無功；當=時，系統(tǒng)與裝置

99、之間電流為零，不交換無功功率。由此，調節(jié)的大小就可以控制輸出無功的性質和大小。</p><p>　　4.3 逆變器主電路器件的基頻開關法（FFS）</p><p>　　所謂的基頻開關法（FFS-Fundamental Frequency Switching），即在每個電網電壓周期（50Hz），鏈式多電平SVG主電路逆變器上的每個電力電子開關器件IGCT（或GTO、IGBT等）只開關一次，從

100、而大大減少了開關器件的損耗，增加了SVG轉電路的安全裕度[20]。</p><p>　　圖4-2 單相橋逆變器（HBI-1）結構圖</p><p>　　鏈式多電平SVG主電路逆變器的每一相都是由若干個模塊化結構的單H橋串聯(lián)而成的。以11電平逆變器主電路的a相為例來分析。11電平逆變器主電路的a相由5個單H橋串聯(lián)而成，從上到下依次為HBI-1、HBI-2、HBI-3、HBI-4和HBI-5。

101、</p><p>　　盡管逆變器的a相由五個單H橋串聯(lián)而成，由于各H橋相互獨立，因此每個H橋上的4電力電子開關器件的工作原理是一樣的，所不同的只是觸發(fā)導通時間的不同而已。下面以HBI-1為例來說明基頻開關法原理。</p><p>　　圖4-3 各個H橋輸出電壓波形</p><p>　　HBI-1上的4個IGCT，T1、T2、T3和T4如圖4-2所示，他們在每個工頻周

102、期必須開通周期，而在另周期保持關斷。如圖4-3所示，T1在時刻開通，T2在時刻開通，T3在時刻開通，T4在時刻開通；T1在時刻關斷，T2在時刻關斷，T3在時刻關斷，T4在時刻關斷。單相橋HBI-1在單工頻周期的輸出電壓分析如下：</p><p>　?。?）在期間，T1和T2開通，T3和T4關斷，H橋輸出電壓為0；</p><p>　?。?）在期間，T1和T3開通，T2和T4關斷，H橋輸出電

103、壓為；</p><p>　?。?）在期間，T3和T4開通，T1和T2關斷，H橋輸出電壓為0；</p><p>　　（4）在期間，T4和T2開通，T1和T3關斷，H橋輸出電壓為；</p><p>　?。?）在期間，T1和T2開通，T4和T3關斷，H橋輸出電壓為0。</p><p>　　圖4-4 鏈式11電平a相輸出電壓波形</p>

104、<p>　　采用上述的開關模式，單相橋三電平輸出：、0、就產生了。把同樣的開關方法應用于其他的單相橋HBI-2、HBI-3、HBI-4和HBI-5，只要每個橋的觸發(fā)角度不同，如圖4-4，分別為、、和并設：</p><p>　　那么，就得到了電壓幅值相同而觸發(fā)角不同的各個單相H橋的三電平輸出電壓波形，如圖4-3所示。只要通過簡單的代數(shù)和或者方波疊加的方法就得到了鏈式11電平SVG的單相輸出總電壓波形，如

105、圖4-4所示。</p><p><b>　　4.4 本章小結</b></p><p>　　本章通過對SVG主電路常見的鏈式結構進行分析，介紹了鏈式結構的工作原理和等效電路圖，并對逆變器主電路器件的基頻開關法的工作原理進行了介紹。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　SVC和

106、SVG是目前兩種主要的動態(tài)無功補償技術。20世紀90年代中后期以來，SVG技術在世界范圍內獲得推廣，積累了一些成功的應用經驗。目前，在歐美等一些發(fā)達國家SVC補償裝置已經取得廣泛應用，SVG補償裝置的產業(yè)化也有10年的時間。在國內，機械投切電容器（MSC）裝置以其低廉的價格依然占據(jù)較大的市場份額。而SVG的應用尚處在試運行階段。</p><p>　　隨著現(xiàn)在工業(yè)的發(fā)展，對電能質量要求的不斷提高。為滿足需求，對高壓

107、大容量SVG裝置的研究已經勢在必行。本文對SVG裝置與其他無功補償裝置（同步調相機、MSC、SVC和TCSC）進行了介紹和對比，并且詳細地分析了SVG裝置的工作原理和特性，同時介紹了幾種主要的SVG主電路結構。最后總結出SVG裝置具有以下優(yōu)點：</p><p>　?。?）SVG應用先進的電力電子技術，以全控器件構成的電壓源逆變器為核心，在輸出正弦度、響應速度、低壓特性等方面具有優(yōu)越的性能。</p>

108、<p>　?。?）相同容量的SVG占地面積約為SVC的1/5～1/3，在負荷中心用地資源日益緊缺的背景下SVG具有良好的實用性。</p><p>　?。?）為保證足夠的動態(tài)無功備用，以TCR為核心的SVC在日常運行時需投入比SVG更多的容量，帶來的損耗也更大。</p><p>　　（4）隨著電力電子器件技術的發(fā)展，SVG與其他無功補償裝置在投資方面的差異在逐漸縮小。若采用混合式動

109、態(tài)無功補償系統(tǒng)的思路，則SVG與SVC的投資已基本相當。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文是在朱東柏老師的親切關懷和悉心指導下完成的。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到論文的最終完成，朱老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在此謹向朱老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。</

110、p><p>　　同時，還要感謝一直幫助我的祝軍師兄，在我完成論文期間幫我解答疑問，師兄認真的學習態(tài)度是我今后學習和工作的榜樣。</p><p>　　我還要感謝在一起愉快的度過四年大學生活的各位室友，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。感謝你們一直以來給予我的幫助和關懷。</p><p>　　在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，

111、從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　王軒，趙國亮，周飛等，STATCOM在輸電系統(tǒng)中的應用.電力設備.2008：66~70</p><p>　　劉文華，梁旭，姜

112、齊榮，采用GTO逆變器的±20 Mvar STATCOM[期刊論文]-電力系統(tǒng)自動化 2000(23)</p><p>　　臧春艷，裴振江，何俊佳等，鏈式STATCOM直流側電容電壓控制策略研究[期刊論文]-高壓電器2010(1)</p><p>　　周雪松，張書瑞，馬幼捷，靜止同步補償器(STATCOM)原理及性能分析研究[期刊論文]-機械設計與制造 2009(12)</