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随着智慧城市的快速建设和智能电网的普及,电网中用电设备越来越多样化,其中非线性负载的大量使用,导致无功功率增加,电网功率因数下降,电能质量恶化。因此合理的无功补偿是提高电能质量的有效措施,而静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)作为前沿的无功补偿装置备受人们的关注。本文解决了死区为SVG带来的影响,同时采用T型中点箝位式(T-type Neutral PointClamp,TNPC)拓扑电路提高了SVG的补偿效率,提出并设计了TNPC型三电平静止无功发生器。 本文通过阅读大量国内外优秀文献,详细阐述了静止无功发生器的研究背景和研究目的及意义,对SVG装置的拓扑结构进行了总结,分析了国内外的研究现状和死区时间对SVG的影响。在此基础上设计了TNPC型三电平SVG系统的整体方案,提出将TNPC型拓扑电路应用到SVG系统中,计算SVG系统主电路的功率损耗,并在仿真软件Melcosin中验证计算方法的准确性,证明该拓扑电路可以有效的提高SVG系统的功率因数。同时针对实际应用中死区时间对SVG补偿效果的影响,设计了无死区效应的电流直接控制。在MATLAB平台上搭建系统仿真主要模型,采用PLECS辅助搭建控制部分模型,并针对阻感负载和阻容负载与传统有死区效应的SVG系统进行补偿效果对比,验证了本文提出控制策略理论的正确性。在理论研究和仿真验证的基础上,设计相应的硬件电路和软件程序,搭建了TNPC型静止无功发生器的实验平台,实验结果表明TNPC型三电平静止无功发生器可以对电网中的无功功率进行有效的无补偿,证明了本文设计SVG系统的正确性。