重。另外，大多数的电力电子装置功率因数很低，也给电网带来了额外负担，并且影响着供电质量。因此，如何抑制谐波和对无功功率进行补偿已经成为电力电子技术电气自动化技术以及电力系统研究领域所面临的个重大课题。静止同步补偿器，简称，是柔性交流输电系统中的重要成员之，具有实时检测和补偿无功功率支撑网络节点电压补偿高次谐波等功能。本文将重点对基于新型电力电子器件的主电路结构进行深入研究，为的大容量和实用化寻求合适的解决方案。本文研究的主要目的及意义论文研究背景和研究的意义在电力系统中，由于电感电容元件的存在，系统中不仅存在着有功功率，而且存在无功功率。无功功率的存在对于电力系统和负荷的运行都非常重要，但其传输不仅会产生很大的有功损耗，而且沿着传输途径还会产生很大的电压降落，并且使电网的视在功率增大，从而对系统产生系列不良影响，主要可以归纳为以下几个方面电网总电流增加，使电力系统中的元件如变压器等的容量增大，从而增加了投资费用，在传送同样有功功率的情况下，增加了设备和线路的损耗。电网无功容量不足，会造成负荷端供电电压低，影响正常生产生活用电反之，若无功容量过剩，则造成电网运行电压过高，电压波动过大。降低了电网的功率因数，造成大量电能损耗。当功率因数由下降至时，电能损耗提高了将近半。为了输送有功功率，需要送电端和受电端有相位差，这可以在相当宽的范围内实现，而为了输送无功功率，则要求两端电压有幅值差，这只能在很窄的范围内实现。不仅大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功。这些无功功率必须从网络的个地方获得。显然，如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法是在需要无功功率的地方进行补偿。无功补偿的作用主要有以下几点提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线路合适的地点设置动态无功补偿，还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可平衡三相的有功及无功负载。正因为无功补偿对于提高电网安全运行水平和电能质量有着如此重要的意义，这技术正越来越受到人们的关注，并已成为研究的热点。是的英文缩写，也可翻译为灵活交流输电技术，是指装有电力电子型或其他静止型控制器以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电系统，是美国著名电力专家博士于年提出的。技术是利用现代大功率电力电子技术改造传统交流电力系统的项重大改革，被认为是世纪初可以实施的技术改革措施，已成为当今先进国家电力界研究的热点。技术包括系统应用技术及控制器技术己被国内外的些较权威性的输电技术研究者和工作组称为未来输电系统新时代的三项支撑技术技术先进的控制中心和综合自动化技术之，或是现代电力系统中的三项具有变革性影响的前沿性课题柔性输电技术智能控制基于全球卫星定位系统的新代动态安全分析与监测系统之。此概念提出后，技术迅速成为各国电力界研究的热点。技术是基于电力电子技术改造交流输电的系列技术，它对交流电的无功电压电抗和相角可以进行控制，从而能有效提高交流系统的安全稳定性，使传统的交流输电系统具有更高的柔性和灵活性，使输电线路得到充分利用，以满足电力系统安全可靠和经济运行的目标。本文正是在这背景下对主电路结构控制回路以及它的仿真波形进行了深入的研究。本文研究的主要内容本文的主要研究内容有无功功率的产生和危害无功功率是为了建立交变磁场和感应磁通。主要危害有引起线路电压损耗增大，使设备及线路损耗增加和增加设备容量。的工作原理和数学模型的控制策略和无功功率的检测方法本论文采用了瞬时无功功率理论的检测方法，控制策略采用了间接电流控制。基于的仿真通过在环境下进行了仿真分析，得出仿真后的波形。仿真结果表明能够对负荷进行快速地无功补偿，证实本模型算法的合理性正确性，具有定的参考价值。的工作原理及数学模型的基本电路结构与传统的以为代表的装置相比，的调节速度更快，运行范围宽，而且在采取多重化多电平技术和链式结构等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。更重要的是，使用的电抗器和电容元件远比中使用的电抗器和电容元件要小，可大大缩小装置的体积。而且，考虑到电力电子器件成本有大幅度降低的趋势，使用小参数的电容和电抗也将降低装置的成本。正是因为具有如此优越的性能，所以它代表着动态无功补偿装置的发展方向。的基本工作原理是将电压型逆变桥电路直接或者通过电抗与公用电网连接起来，然后通过调节逆变桥交流侧输出电压的相位和幅值，或通过直接控制交流侧电流，使逆变桥电路吸收或者发出需要的无功电流，达到动态无功补偿的目的。度和控制精度将比间接控制法有很大的提高，在这种控制方法下，实际上已经相当于个受控的电流源，但直接控制法由于是对电流瞬时值的跟踪控制，因而要求主电路电力半导体器件有较高的开关频率，这对于大容量的目前是难以做到的。在工程实际应用中，电流直接控制方法中的脉宽调制信号的产生方法用的最多的是滞环控制法和三角波比较法，而三角波比较法更多的用于连续时域控制，滞环控制法及改进的滞环控制法则更适合于数字化控制应用。空间矢量法适合用于三相对称正弦系统，否则由于计算量大和需要增加滤波环节来检测基波元功电流，影响控制效果。的仿真仿真的主接线图表主接线图主要参数设置三相电源相电压电网工作频率系统等效电阻直流侧电容图仿真的主接线图主电路系统电源为的高压电源，负载侧模拟三相接地短路故障，故障发生在，持续时间为。逆变器通过连接变压器接至交流电网。逆变器部分采用,绝缘栅双极型功率管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件,兼有的高输入阻抗和的低导通压降两方面的优点。饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。主电路为三相对称，采用电压逆变器型电路进行无功补偿，电压型逆变器的直流电源经过大电容的滤波，故直流电源可以近似看作恒压源。仿真的主控制电路图主控制电路的外观图图主控制电路外观图主控制回路的内部电路结构图图主控制回路的内部电路结构图无功给定值标幺值与系统电压标幺值系统无功标幺值作比较，经过超前滞后环节及调节器，产生的控制角。仿真的调制电路图图仿真的调制电路图该调制电路采用正弦载波调制法，用个等腰三角形载波和个与基波频率相同的正弦调制波相比，用他们的交点来确定开关的转换时刻，因此，通过控制六个的导通来控制逆变器输出的电压。各仿真的波形图图系统仿真波形图补偿前图中自上而下分别为系统电压有功功率无功功率的波形图，由图中可以看出，在不投入的情况下，负载侧在秒时发生三相短路接地故障，持续了秒，系统电压此时下降幅度较大。图系统仿真波形图补偿后由图可知，在投入发出无功，在负载发生三相短路接地故障时对系统进行无功补偿，抑制了电压的下降。本章小结本章仿真模型主电路有四大部分构成，由电力系统连接变压器逆变器和直流电容组成，控制电路采用间接电流控制的控制方法，该控制方法能正确快速地补偿负荷所需的无功。在很大程度上能抑制电压波动及电压暂降，跟踪补偿特性良好。通过采用电力系统仿真软件分析对负荷进行无功补偿的过程，验证所用控制算法及模型的有效性，具有定的参考价值。总结与展望结论本论文分析了电力系统中无功功率的危害及无功功率补偿的重要意义，以及在改善电能质量中的具体作用，主要分为两个方面提高系统功率因数和调节系统电压。在对基础理论，包括工作原理主电路结构无功功率的检测方法和控制策略等详细分析和研究的基础上，选择了适合于电力系统的电路结构及控制策略，通过理论推导建立了的数学模型，确定了电路中参数的取值，最后通过仿真分析来加以论证。展望由于的优势是十分的明显的，相应速度快，吸收无功连续，产生的高次谐波量小分布少，所以从长远看装置有很大的技术经济效益和发展空间。由于本人水平有限，时间仓促，使得有些工作做的不足，还需要进步改善。主要表现在以下几个方面本课题研究主要是围绕三相平衡的系统来研究。但是实际情况下更多的是三相不平衡系统。所以要从三相不平衡特性出发，考虑采用分相控制来补偿不对称负载。对系统参数进行优化。提高系统功率，做较大容量的装置。本论文主要对进行了理论分析级仿真研究，并进行了部分实验工作，希望以后早日实现从实验室到现场投运这关键的步。提高的动态补偿速度和补偿精度,让其能够更有效地投入到电力系统的应用中,能够应用在更广泛的领域中,更多地为电力行业带来方便。参考文献中国矿业大学伍小杰，李明等编著电力电子技术徐州中国矿业大学出版社栗春，高辉，石建民等基于的静止同步补偿器脉冲发生器及控制器的设计电力系统自动化刘文华，卢军锋，郑征等基于的的控制器和脉冲发生器的设计清华大学学报自然科学版黄卓强，浅谈无功补偿的方式及容量计算广西电业姜齐荣，刘文华，韩英铎等士控制器设计电力系统自动化，靳龙章，丁毓山电网无功补偿实用技术北京中国水利水电出版社，黄卓强，浅谈无功补偿的方式及容量计算广西电业王兆安，杨君，刘进军。谐波抑制和无功功率补偿北京机械工业出版社，刘文华，梁旭，姜齐荣等采用逆变器的电力系统自动化，陈建业，土仲鸿，韩英铎等新型静止无功发生器的研究现状清华大学学报自然科学版王强，姜齐荣，姜旭峰等静止无功发生器控制器的设计电力电子技术，严干贵,姜齐荣等未来的用户电力技术电力系统自动化申景双，刘为，姚钢等基于的触发器设计田电力自动化设备姜齐荣，刘文华，韩英铎等士控制器设计电力系统自动化，张波红，徐政，韩祯祥三电平变压器主接线方式的研究电力系统自动化栗春，马晓军，姜齐荣等用改善系统电压调节特性的动模试验中国电机工程学报陈辉祥柔性交流输电技术的发展及其应用广东电力粟时平，刘桂英，刘承员三相的电流控制与谐波消除技术长沙电力学院学报自然科学版朱桂萍，王树民电能质量控制技术综述电力系统自动化申炜参数设计与逆系统控制方法的研究硕士论文，。致谢走的最快的总是时间，来不及感叹，在本论文即将完成的同时，四年的大学生活也将要进入尾声。本论文在宋成宝老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从选择论文课题到论文的具体写作过程，从论文初稿到最后定稿每步都凝聚着宋老