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相对于多重化结构的SVG,链式SVG具有无需采用多重化变压器、开关频率低、动态响应快、谐波少等优点,逐渐成为了无功补偿发展的趋势。本文主要对基于IGBT、的链式SVG的主电路拓扑、调制技术和关键的控制问题进行了深入比较研究,并设计了小型试验平台。 首先,本文结合大容量的设计要求,对主电路拓扑进行了深入研究:对比了五种大容量技术,详细分析了多重化与多电平的优缺点,之后研究了多电平技术中的三种主要拓扑结构,最终确定了链式H桥型的主电路结构;分析了链式SVG的工作特性并进行数学建模。 快速准确的检测无功是补偿的前提,本文介绍了SVG的理论基础--瞬时功率理论,对基于此的单相谐波检测进行了一定的研究。调制技术是决定补偿波形好坏的关键之一,本文研究了多种常用的PWM调制技术,并结合载波移相SPWM和层叠式SPWM的优点,提出了一种混合SPWM调制技术。 链式H桥型SVG直流侧电压相互独立,使其保持一致是装置运行的前提。直流侧电压的控制即是有功功率的控制,本文将控制分为两步进行:总的有功功率控制和有功功率在各H桥之间的调节,由此提出了一种相位微调的控制策略。实际应用中,三相系统大多是不平衡的,本文对三相系统不平衡下的补偿问题进行了分析,针对上层控制设计了一种分相控制策略。之后,对冗余控制进行了研究。 最后搭建了链式SVG的试验样机,完成了部分软硬件设计,并进行了大量调试,验证结果进一步证明了本文的控制策略的正确性;对本文的工作做了一个总结,并对后续的工作做了展望。