站为代表的批新兴发电工程的开发，以及超高压大容量远距离输电技术的发展，全国各大电网互联，直至出现全国性的大联网已成为必然的趋势。随着电力工业的发展，电力电子装置的应用日益广泛，电网中的谐波污染也日趋严重。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目录绪论本文研究的主要目的及意义论文研究背景和研究的意义本文研究的主要内容的工作原理及数学模型的基本电路结构的工作原理的数学模型的建立无功功率检测方法和的控制策略无功功率检测方法矢量变换理论三相对称系统的瞬时无功功率装置的控制方法直接电流控制间接电流控制电流间接与直接控制的特点的仿真仿真的主接线图仿真的主控制电路图仿真的调制电路图各仿真的波形图本章小结总结与展望结论展望参考文献致谢,基于的对电力系统短路故障影响仿真分析刘国峰山东农业大学机械与电子工程学院泰安摘要电能质量的问题，尤其是无功功率和谐波的问题，严重威胁着电网的安全运行。静止同步补偿器作为新代无功功率补偿装置，它与现有的静止无功补偿装置相比，具有调节速度更快运行范围更宽吸收无功连续谐波电流小损耗低所用电抗器和电容器容量及安装面积大为降低等优点，引起了国内外科研与工程领域的广泛关注。论文通过对的现状和发展趋势的分析，结合无功的产生和影响以及分析无功补偿的意义，进行了针对工作原理的研究，并建立了的数学模型，采用基于瞬时无功功率理论的检测方法，选择合适的控制策略，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，证实了本模型算法的合理性正确性，具有定的参考价值。关键词无功补偿静止同步补偿器瞬时无功置的控制方法按不同的功能和要求，的控制从控制策略上讲，有三种基本结构开环控制闭环控制或者两者结合的复合控制按照控制技术来分，主要包括控制控制逆系统控制微分几何控制非线性鲁棒控制模糊控制递归神经网络自适应控制等等根据控制物理量，由无功电流参考值调节产生所需无功电流的具体控制方法，可以分为直接电流控制和间接电流控制两大类直接电流控制所谓直接电流控制，就是采用跟踪型控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制，直接控制电流的发生。图给出了引入分解法的电流直接控制方法。这种控制方法中，以瞬时电流无功分量的参考值为主，或者瞬时电流无功分量的参考值由滞后电源电压的正弦波与无功电流参考值相乘，再与瞬时电流有功分量的参考值相加得到根据对有功能量的需求，对的相位进行修正来得到总的瞬时电流参考值。跟踪型控制技术采用了三角波比较方式，也可采用滞环比较方式。由于直接电流控制法是对电流瞬时值的跟踪控制，要求主电路中电力半导体开关器件有较高的开关频率，对于大功率场合，这种方法有很大的局限性，适用于中小容量的的控制图采用变换的直接电流控制原理框图间接电流控制所谓间接电流控制，是通过逆变器所产生交流电压基波的相位和幅值，来间接控制的交流侧电流。如图所示，采用了吸收的无功和有功的反馈控制，采用分解法检测吸收的无功和有功电流，直流电压的反馈控制，且直流电压调节器的输出作为有功电流的参考值。间接电流控制方法多应用于较大容量。大容量的系统，由于开关频率的降低，输出的电压会产生大量的谐波并降低直流电压的利用率，为了减少谐波，可以采用多重化多电平或者采用控制技术。图采用变换的间接电流控制原理框图电流间接与直接控制的特点以上是的两类控制方法，即电流的间接控制和电流的直接控制。电流间接与直接控制具有各自的特点，归纳起来有如下几个方面电流的间接控制方法相对简单，技术相对成熟但直接控制与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间接控制相比，控制精度高，系统具有快速的瞬态响应。由于瞬时反馈的引入，控制系统对直流侧电压和交流侧电网电压波动迅速作出反应，保持输出电流跟随参考值。直接控制比间接控制的系统稳定性高。电感的电流控制环是阶系统，无条件稳定。直接控制可抑制负序引起的不良影响。电网负序电压存在时，因为无功电流指令是先用变换到瞬时无功电流，再通过逆变换为三相电流，无功电流对称，流入直流侧电流脉动小，电压脉动也小另外，电流直接控制对相位的检测精度要求不高，这点与间接控制不同，这优点给控制器的实现带来很大的方便。直接控制对电力半导体器件开关频率要求高，它适用于较小容量的控制而间接控制适用于较大容量控制，但由于容量大，受电力半导体开关器件频率限制，般无法像直接控制方法那样对电流波形进行跟踪控制。采用直接控制的大容量可采用多个变流器多重化联结多电平或控制技术来减小谐波。采用电流跟踪控制的直接控制方法，输出电流中的谐波含量少。采用电流直接控制方法后，其响应速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