SVG在单相负荷电能质量管理中的基波与谐波电流指令计算方法

SVG (静止无功发生器) 在单相负荷电能质量综合治理中起着关键作用，尤其是在处理电力系统中的复杂问题，如非线性负载导致的电能质量问题。本文主要探讨了三角形级联SVG在单相负荷下的电能质量改进中，如何计算指令电流以实现有效的无功补偿和谐波管理。 首先，指令电流被划分为基波电流指令和谐波电流指令两部分。基波电流指令的计算依赖于Steinmetz理论，这是一种基于电纳补偿原理的方法，目标是抵消由于三相不平衡产生的基频电流。这种方法考虑了SVG各相电流的有效值，确保了电流的均衡分布，从而减少开关器件的通态损耗。 对于谐波电流指令，文中提出了三种不同的补偿策略：单相谐波全补偿策略、以环流等于0为约束原则的谐波补偿策略以及谐波均分补偿策略。单相全补偿策略旨在消除所有非基频成分，环流约束方法则关注在保持系统稳定性的同时减少谐波，而谐波均分补偿则是根据负载特性平均分配谐波电流，以减轻SVG元件的压力。 作者对比了这三种策略，从SVG相电流的有效值、开关器件的通态损耗以及器件的电流容量三个方面进行了评估。结果表明，每种策略都有其优势和适用场景，选择哪种策略取决于具体的应用需求和系统的性能限制。 接着，论文在PSCAD软件中建立了一个低电压七级SVG的仿真模型，并搭建了实际的低压实验样机，通过仿真和实验验证了所述的指令电流计算方案的有效性和准确性。实验证明，这种计算方法能够有效地改善单相负荷的电能质量，包括提高功率因数、降低电压和电流的总谐波畸变率（THD），从而符合更高的电能质量标准。 总结来说，这篇文章深入研究了三角形级联SVG在单相负荷电能质量治理中的应用，通过精确计算指令电流，优化了无功补偿和谐波管理，为提高电力系统的整体效率和电能质量提供了实用的解决方案。这对于电力系统的运行维护和规划具有重要意义，也为类似SVG在其他应用场景中提供了一定的参考价值。