1. 研究目的与意义（文献综述）

在国家经济日益发展的同时，很多行业对电能的质量有越来越高的要求。除了要求电能可靠、连续之外，同时也希望电网的频率能够稳定、且有比较小的谐波含量。近些年在电力系统中增加了大量的非线性负载，对电网污染严重，电力系统运行的可靠性以及稳定性也受到了严峻的考验。如果不能合理治理电能质量的污染源就会对供配电系统造成严重危害，进而对工业生产和人民生活造成巨大的损失。我国是个能源消耗大国，各个行业对电能的需求非常大，因此治理电能质量是一项关乎国计民生的重大课题，也是电气行业亟待解决的问题。

电力系统中的能量包含有功以及无功能量。有功能量定义的是电能用于对外做功的那部分能量，而无功能量则描述电能用于交换的幅度。对于无功功率的意义可以这样理解：无功功率并不消耗能量，而是由于电网系统中有许多储能元件如电感与电容，所以能量相互传递于负载和电源之间。对无功能量而言，虽然其对外是不做功的，但并不是无用功率，其对于维持电网的正常运行是所必需的。在电力系统中有很多负载需要无功功率维持正常运转，比如电动机、变压器等，无功功率可以建立这些负载在工作时所需要的磁场。对于工业以及生活用电的负载来说，大部分都呈感性，阻感负荷在工作时同样也需要耗费大量的无功；除此之外，大量非线性负荷特别是电力电子设备同样需要吸收电网中的无功能量。

功率因数是电力系统的一个重要参数，近些年也得到越来越多的关注。一些能够补偿无功、提高功率因数的设备应运而生。随着微处理器以及电力电子技术的飞速发展，一种能够实时进行动态无功补偿的装置以及其不断精确的控制方法及无功电流检测方法，已经成为电力电子及电力系统领域关注的焦点。电网中补偿无功能量可以提高整体输电效率。另外还可以改善电网的供电质量、提高电网的稳定性。出于这个原因，无功补偿技术一直是电力电子领域中非常热门的研究方向。随着日渐先进的控制方法以及快速发展的功率器件，补偿无功功率的装置也在不断的更新。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究（设计）的基本内容

（1）通过阐述课题研究的背景及意义，对比静止无功发生器和传统无功功率补偿装置的优缺点，分析目前国内外研究动态以及静止无功发生器的发展趋势。
（2）介绍 SVG 的工作原理，并对其进行数学建模分析。
（3）利用 MATLAB 软件建立 SVG 仿真模型，通过对平衡负载以及不平衡负载，感性负载以及容性负载分别仿真，验证无功分离方法和无功补偿控制算法。
（4）设计主电路以及部分控制电路。对主电路中所采用的 IPM 模块、直流侧支撑电容、交流侧连接电感进行选型，并对控制电路中采样电路、过零检测电路以及保护电路等进行设计。
（5）编写部分软件程序。具体包括主程序、AD 采样程序、捕获中断程序、无功分离程序、锁相程序、数字滤波程序、SPWM 输出等程序。
（6）采用 DSP28335 为核心处理器，在软硬件设计的基础上，搭建 SVG 样机平台。通过系统联调，完成主电路逆变部分以及数据采样、过零检测、锁相、数字滤波、SPWM输出、无功电流分离等实验。

2.2 目标

设计SVG系统总体结构，重点对主电路、功率驱动电路和电流信号检测电路等主要硬件进行设计，建立静止无功发生器的仿真模型进行仿真研究。

2.3 拟采用的技术方案及措施

根据 SVG 工作原理构造出系统结构框图，并在 MATLAB 软件环境下搭建仿真模型，完成平衡负载下及不平衡负载下的仿真。

图1 系统结构框图

在图 1 中，CT、PT 分别为电流互感器和电压互感器，由此采样得到电流和电压信号，经过调理电路输入到控制器。控制器根据功率变换器的输入需要产生多路 PWM 信号，PWM 脉冲经驱动电路驱动后可控制三相功率变换器动作。功率变换器输出经滤波后，通过隔离开关并入电网。图中 SVG 输出的电流用ic 表示，电网本身的电流用is表示，流过负载的电流用iL 表示。

3. 研究计划与安排

第1周 完成英文文献翻译；

第2-3周 查阅与毕业设计选题相关的参考文献，撰写开题报告；

第4-7周 svg 的工作原理，并对其进行数学建模分析；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 高晶晶，赵玉林．电网无功补偿技术现状及发展趋势[j]．东北农业大学学
报，2012，35(5)：639—664．

[2] 王玉斌．配电系统动态无功补偿技术研究[d]．济南：山东大学，2012

[3] 罗承廉，纪勇，刘遵义．静止同步补偿器(statcom)的原理与实现[m]．北京：机械工业出版社，2012．