基于simulink的静止无功发生器（SVG）仿真

SVG主电路结构图

特点

       相较于传统的LC滤波和通过调节电容或电感（SVC）实现无功补偿，虽然应用广泛，但是存在谐振、响应时间慢等问题。SVG无功补偿是目前最为先进的无功补偿装置，它不再采用大容量的电容、电感器件， 而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换，可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功功率进行补偿，对补 偿对象的变化有极快的响应，补偿无功功率时不需要储能元件，且补偿无功功率的大小可以做到连续调节； 不会引起谐振短路；可以吸纳无功；可以按照功率因数或者无功功率控制之外，还可以按照电压幅值来控制，确保用户 获得的电压的平稳性，降低电压纹波。

控制原理简述

       SVG补偿原理为通过控制使换流器发出与负载大小相同方向（性质）相反的无功功率，来抵消负载无功。通常通过双闭环控制，外环为功率/幅值和直流电压控制环，内环为电流环。具体控制框图如下：

控制框图

仿真模型及介绍

      模型以25KV SVG为例进行建模仿真，以验证SVG的不同控制方式及补偿效果，SVG通过升压变压器接到25KV电网。

整体模型

SVG主电路部分

       控制采用双闭环控制，外环直流电压给定值为2500V，无功环采用无功功率控制或交流电压控制。

控制框图

仿真结果

       通过设置负载的性质（容性/感性）或交流电压降落，验证不同控制方式下的控制效果。

1、负载为容性负载

      设置负载有功2MW，无功为容性无功2Mvar

交流电源和负载参数设置

    给定SVG物供参考值为2Mvar，0.5s前，SVG为闭锁状态，0.5时，SVG解锁，进行补偿，得到仿真结果如下

补偿前后电网PCC处电压、电流、功率（有功、无功）

补偿前后PCC处A相电压、电流

补偿前后SVG输出电压、电流、功率（有功、无功）

补偿前后负载电压、电流、功率（有功、无功）

SVG直流侧电压

2、负载为感性负载

     设置负载有功2MW，无功为感性无功2Mvar

     给定SVG物供参考值为-2Mvar，0.5s前，SVG为闭锁状态，0.5时，SVG解锁，进行补偿，得到仿真结果如下

补偿前后电网PCC处电压、电流、功率（有功、无功）

补偿前后PCC处A相电压、电流

补偿前后SVG输出电压、电流、功率（有功、无功）

补偿前后负载电压、电流、功率（有功、无功）

SVG直流侧电压

3、交流电压控制

将负载改为纯电阻负载2MW，通过设置电网电压在0.4s电压上升为1.06pu，在0.5s恢复到1pu，在0.6s变为0.94pu，0.7恢复到1pu。

电网电压设置

SVG不进行补偿时交流侧电压、电流、功率

SVG不进行补偿时交流侧电压幅值

SVG不进行补偿时SVG输出电压、电流、功率

SVG不进行补偿时负载电压、电流、功率

    加入SVG补偿后，给定电压参考值为1pu

SVG补偿后PCC处电压、电流、功率

SVG补偿后交流电压幅值

SVG出口 交流电压、电流、功率

负载处交流电压、电流、功率

SVG直流侧电压

      通过1、2结果可以看出，SVG给定无功参考控制方式下，控制结果准确；通过3电网电压升高或降低，不加和接入SVG结果对比发现，在接入SVG时，SVG通过发出或吸收部分无功功率，使电网电压始终维持恒定（额定电压），补偿效果良好。

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