低电压配电系统中SVG的实现

【前言】低电压配电系统中SVG的实现由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2、低电压配电系统中SVG的实现 一个基本的SVG应该包括以下几部分：变流电路、信号检测电路、驱动电路、储能电容、连接电抗及数字信号处理器等，各个部分需要考虑的参数根据其功能的不同而不同。 2.1各功率器件的选择 主要有以下三种：（一）直流侧电容。其目的是用于...

摘要：低电压配电系统中的svg可以减小发电与供电设备的设计容量，减少投资，降低线损，提供稳定的供电系统，提高供、用电企业的经济效益等。全文首先分析了SVG的作用与工作原理，随后详细阐述了在低电压配电系统中SVG的实现过程。

关键词：低电压配电系统陪；补偿技术；静止无功发生器

SVG也称为ASVC（高级静止无功补偿器），它是从并联电容器、同步调相机、SVC等不断发展出来的新的无功补偿技术，它通过对控制算法的改进，并采用了高频电力电子开关器件和特殊的电力电子电路结构，可以实时、精确地补偿无功功率。在电力电子器件容量和耐压等参数的不断提高的配电系统环境中，它具有相当大的适用性。

1、SVG的作用与工作原理

交流电在通过实际负载时，由于其不可能是纯容性或纯感性的原因，使得有相当部分电能不做功而被消耗，成为无功功率，因此需要对输电线路中的电功进行补偿，这便是SVG（静止无功发生器）需要完成的任务。采用合理方式对用电设备进行无功功率的补偿有以下效果：向电力系统提供或从系统中吸收无功功率，稳定受电端及电网的电压；改善输电系统的稳定性，提高输电能力；提高发电机的有功输出能力；降低各种设备发热，提高设备利用率等。SVG是应无功补偿快速、准确和减少谐波的要求，采用变流器结构和新型电力电子器件、智能控制芯片实现的高性能无功补偿系统。它的基本原理就是“将自换相桥式变流电路通过电抗或直接并联到电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功功率，实现动态无功补偿的目的。”

2、低电压配电系统中SVG的实现

一个基本的SVG应该包括以下几部分：变流电路、信号检测电路、驱动电路、储能电容、连接电抗及数字信号处理器等，各个部分需要考虑的参数根据其功能的不同而不同。

2.1各功率器件的选择

主要有以下三种：（一）直流侧电容。其目的是用于储能和提供稳定电压，避免因为谐波造成的电压脉动和能量消耗造成的电压下降。三相整流输出直流电压平均值为513V，加上滤波电容后，最大电压可达到交流线电压的峰值，即537V。直流侧电容一般越大越好，但是考虑到成本、电压脉动、脉冲电流等因素，以及lKV・A的负载功率对应lkuf的电容，低电压系统中可以选用4个2200kuF／450V的电解电容，两辆并联之后进行串联，使得等效滤波电容值为2200pF，总耐压值为900V。（二）交流侧连接电感的选择，它对SVG的性能有很大影响，其L值必须适中，如太大，跟踪电流变化缓慢，会导致跟踪电流和参考电流之间误差较大，如太小，当参考电流变化较缓时，补偿电流的变化量可能比参考电流的变化量大得多，形成毛刺。一般根据以下公式确定电感：

，公式中为直流母线电压值，为负载侧的交流电压峰值，为参考电流变化率。式中

。低电压系统中取为537V，为900V，为20kA/s，可得。该参数是一个参考值，需要在实践中根据跟踪效果、电流纹波等参数不断调试进行确定。（三）集成功率模块的选择。SVG系统主电路结构为三相逆变电路，选择的主要参考因素为定电压、电流，开关频率等。考虑到低电压系统下输入交流电压、器件额定电压、直流母线电压的关系，以及电流的设计裕量。可以选择选用三菱公司生产的PS22056型双列直插式智能功率模块，其额定值为3700W／440VAC，内部集成IGBT的额定值为25A／1200V。

2.2电源设计

选择PS22056和定容电感后，为让其稳定工作，需要进行电源设计。（一）PS22056功过电源设计。需要在驱动电路板上设计两组电源，第一组为+5V电源，负责给光耦和反相器供电，第二组为+15V电源，负责各给PS22056内部的各组功率硅片供电。以第二组为例，其电路图如图1所示。（二）自举充电电路。对于PS22056，其启动时，需要给自举电容初始充电，这要利用到充电脉冲。控制信号应提供足够的脉冲数或脉宽使自举电容被完全充电，充电时间由电容大小确定，一般而言1000uF电容和50电阻时的充电时间为5ms。

各参数按以下标准选择：①自举电容。，其中ΔVDB为放电电压，为IDB最大额定值，为IGBT的大导通脉冲宽度。②自举电阻。，其中C为自举电容，ΔVDB为发放电电压，为电路工作电源（即15V）。③自举二极管。低电压系统的电压峰值为537V，因此可以选择超过此电压的极管。对于PS22056而言，其电源电压最大定额900V，附加浪涌电压100V，因此二极管的安全承受电压至少为1200V。（三）隔离与保护电路。由控制电路产生的脉冲信号在进入口PS22056控制端之前，要经过光电隔离的步骤进行保护。同时为减少分布电容，光耦器件与PS22056控制端子间的布线距离应尽可能短。另外必须考虑到光耦合器的开关速度满足要求。（四）微处理器，它是静止无功补偿装置中的“大脑”，负责所有数据的处理工作。通过信号采集器所采集到的信息，被输入到微处理器内的存储单元，让微处理器对其进行处理，并根据计算结果产生PWM脉冲信号，以控制集成功率模块内部IGBT的开通和关断，从而在交流侧输出所需的交流电，达成功能补偿的最终目的。目前常用的都是DSP，即数字信号处理器，如TI公司的TMS320LF2407A型数字信号处理器。

通过实际验证，文章所设计的思路是正确的，证明了SVG在无功补偿的实时性和准确性方面、在抑制谐波和滤波方面都有很突出的优点。但还存在以下几个问题：在实际应用中，除了基波无功功率之外，还有由高次谐波产生的无功功率，但本文中设计的SVG忽略了；其次，SVG作为一种电力电子装置，它本身就是一个谐波源，必然会向系统注入谐波，污染电网，因此，在研究利用SVG时，还必须考虑它本身的谐波问题。

3、结论

目前，SVG技术的研究开发仍具有相当大的难度，其涉及现代电力电子技术、微机控制技术、无功功率的理论及检测、现代控制理论及数字仿真等多项技术。也因为如此SVG还未大量应用到实践中。本文简要讨论了SVG的工作原理及其实现过程，但需要接受实践的检验。总之SVG的研究与应用，必将使电能的传输和利用得到极大的改善，同时这对缓解能源危机、提倡绿色经济也有着积极的意义。

参考文献

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[2]苏国利，王春．关于无功补偿措施的分析[J]．内蒙古石油化工，2007（4）：55

[3]王霞，高沁翔．配电网静止同步补偿器在改善电能质量中的应用[J]．江苏电器，2007（4）