随着社会的进步,大规模电网和远距离输电在满足人们对电能需求的同时,也带来线路安全运行、电压稳定等问题。而电网线路的电压稳定性与电网线路中的无功功率直接相关。

SVG无功补偿作为柔性交流输电系统主要组成设备之一,在提高电网线路中无功功率的可控度方面发挥重要作用,从而实现电网电压的稳定控制。其也因相对于传统无功功率补偿设备具有动态调节速度快、谐波污染小、运行范围宽等优点,受到了国内外研究学者的广泛关注和研究。

根据该系统数学模型所体现出的变量耦合、非线性等特点,结合其非最小相位特性、无源特性,设计了两种控制策略。其一,基于反馈线性化解耦控制方法,在同步旋转坐标系下,对其进行控制结构和控制器设计;其二,利用系统的无源性,结合滑模变结构控制方法,对该系统进行控制器设计。利用Matlab/SimPower工具箱对其进行系统仿真验证,并对控制效果进行了比较分析。结果表明,两种控制策略均对系统实现了有效的控制,补偿了线路中无功功率。

最后,设计了一台SVG无功补偿实验装置,以便验证控制策略在实际系统中的应用效果。实物实验表明,所设计的非线性控制策略在实验平台上实现了对SVG无功补偿的控制,同时体现出SVG无功补偿动态响应快、谐波污染小等优点。