單相SVG的數學建模與仿真

摘 要 靜止無功功率發生器（SVG）具有動態響應速度快、調節范圍廣且可以減少補償電流中的諧波含量的優點，是無功補償的重點研究對象。本文建立了SVG的動態數學模型，提出電流內環與電壓外環相結合的雙閉環控制思想，且在電壓環的設計中用了小信號模型，最后在Matlab/Simulink仿真平臺搭建了仿真模型，驗證了可行性。

【關鍵詞】單相SVG 數學建模 仿真

1 SVG動態建模

圖1所示為SVG動態控制的結構框圖。其中，IQ*為無功電流的幅值指令，ie*為總電流指令，ie為電流反饋， Gi（s）為電流環調節器，G1（s）為PWM變換器的傳遞函數，Gdc（s）為直流側電壓近似控制傳遞函數。直流母線電壓環的設計是為了保持直流母線電壓穩定，直流母線電壓指令Udc*與直流母線電壓反饋Udc的偏差經調節器Gv（s）后產生SVG有功電流的幅值指令IP*，SVG有功電流與無功電流的相位均通過對前級負載電壓UL鎖相得到。

2 仿真結果與分析

根據上文設計的調節器在Matlab/Simulink中搭建仿真模型，仿真參數：電流的指令是20A，直流母線電壓的指令400V，仿真時間0.5S。 電流環的仿真結果如圖2所示，從圖中可以得到電流反饋跟蹤指令效果良好，二者波形完全一致，且調節器的響應速度快。圖3所示為電壓環的仿真結果，可以看到直流母線電壓反饋能夠很好的跟蹤指令，穩定性好，母線電壓幅值上下波動不超過1V，可以證明在誤差允許的范圍內設計的調節器可以使直流母線電壓維持恒定。

3 結論

本文主要建立了單相SVG的動態數學模型，設計了電流環與電壓環兩個閉環，對建立的動態調節器在Matlab/Simulink仿真平臺進行了仿真驗證，結果表明設計的調節器可行，且系統動態響應速度快，跟蹤良好。

參考文獻

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作者簡介

劉翠翠（1991-），女，山西省臨汾市人。工學碩士學位。主要研究方向為靜止無功功率補償。

作者單位

西安工程大學電子信息學院 陜西省西安市 710048