摘  要
      本论文的研究工作主要围绕基于IGBT的大功率新型静止无功发生器（ASVG）装置的研制开发而展开，涵盖了ASVG工作机理的研究，ASVG控制方法的研究和ASVG装置设计开发等主要内容。
      首先简要分析了ASVG的工作原理，研究并总结了ASVG装置的控制和运行特性，与传统的无功补偿装置相比，ASVG的调节速度更快，运行范围宽。另外，在提高系统暂态稳定性、阻尼系统振荡等方面，ASVG性能大大优于传统的同步调相机及SVC。在此基础上，建立了ASVG主电路数学模型，为ASVG的控制及仿真奠定了基础。
      对ASVG的控制方法进行了研究，采用双闭环智能控制，提出一种基于变结构神经网络模糊控制的内环控制方法。采用一个规则自动生成控制器来自动生成模糊规则，从而形成的模糊规则更准确、更恰当，应用一种变结构神经网络算法进行模糊规则的调整，提高了模糊控制规则的自学习和自适应能力。仿真分析结果表明，论文提出的控制方法应用于ASVG控制系统能提高控制器的综合性能，增强对电力系统稳定性的控制。
      在理论研究的基础上，提出了一种基于IGBT功率模块的ASVG装置的研制方案，并进行了实际研制。调试运行结果表明，所研制的大功率ASVG装置能实时跟踪系统无功功率的变化，快速的实现系统无功功率的平衡和电压调整；主电路结构简单，对系统输入的谐波含量小；并且能在一定程度上改善电网的三相不平衡性。
      试验结果表明，ASVG相对于其它补偿装置，其优势是十分明显的，具有广泛的应用前景。
关键词：无功发生器，变结构，神经网络，模糊控制，脉宽调制
 
ABSTRACT
      This dissertation is focused on the research of Advanced Static Var Generator (ASVG) based on the Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), which includes the structure, principle, control and development of ASVG.
      The dissertation analyzes the working principle of ASVG briefly and summarizes the working performance of ASVG. Comparing with traditional reactive power compensation equipments, ASVG has the advantages of faster regulation speed and higher control accuracy. In the field of improving transient stability and damping of power systems, the performance of ASVG is better than that of synchronous regulating phase motor and SVC. On this foundation, the dissertation establishes the ASVG mathematics model of main circuit for the simulation and the control of ASVG. 
      The control method for ASVG which adopts double close loop structure is studied. The inner controller based on variable structure neural network fuzzy control is proposed. Therefore, fuzzy rule is more accurate and more appropriate by adopting automatic generation of fuzzy rule, and the self-study ability and self-adaptive ability of fuzzy rule are enhanced by applying algorithms of variable structure neural network to the adjustment of fuzzy rule. Simulation analysis results show that the ASVG control system can raise the integral performance of controller and strengthen the control for power system stability. 
      On the foundation of theoretical research, the author gives a development scheme of ASVG based on IGBT. The experimental results show that the ASVG equipment can dynamically track the change of the system reactive power, rapidly realize the system reactive power balance and voltage adjustment, and the structure of main circuit is simple, the harmonic inputting to power system is little, and can improve the three-phase unbalance of power system.
      The experimental results show that comparing with traditional reactive power compensation equipments, ASVG has more advantages and more extensive application prospect.
KEY WORDS:  Var Generator, Variable Structure, Neural Network, Fuzzy Control, Pulse Width Modulation
 
目  录

第一章   绪  论 1
1.1 本课题研究背景及意义 1
1.2 本课题国内外研究现状 2
1.3 课题研究的主要工作 3
第二章  ASVG工作机理研究 4
2.1 无功功率动态补偿原理 4
2.2 ASVG的基本工作原理 7
2.3 ASVG主电路数学模型 12
2.3.1 系统稳态方程 12
2.3.2 系统动态模型 14
第三章  ASVG控制方法的研究 19
3.1 ASVG控制系统整体结构 19
3.2 基于变结构神经网络模糊控制的内环控制方法 20
3.2.1 变结构神经网络模糊控制方法概述 20
3.2.2 ASVG内环控制器结构 21
3.2.3 控制器结构的模糊解耦 22
3.2.4 模糊规则知识库的初始化 24
3.2.5 变结构神经网络算法对模糊规则的调整 28
3.2.6 控制器模糊推理的优化 30
3.3 ASVG控制系统的仿真研究 31
第四章  基于IGBT的ASVG装置研制 36
4.1 ASVG装置主电路结构设计 36
4.1.1直流回路低母线电感电路设计 36
4.1.2 整流电路、平波电抗器和直流电容的设计 37
4.1.3 逆变器功率模块的选型 38
4.1.4 IPM缓冲电路的设计 39
4.1.5 低通滤波器组和三相隔离变压器的设计 40
4.2 ASVG装置控制系统硬件结构 41
4.2.1 控制系统的硬件结构组成 41
4.2.2 双CPU冗余控制器结构 42
4.2.3 逻辑控制的在系统可编程结构 43
4.3 ASVG装置控制系统软件结构 45
4.3.1 控制系统软件的模块结构 45
4.3.2 下位机软件模块 46
4.3.3 上位机软件模块 51
4.4 ASVG装置的调试运行 52
第五章  总结与展望 58
5.1 工作总结 58
5.2 进一步研究方向 58
参考文献 60
致    谢 64
攻读学位期间主要的研究成果 65