对一种补偿电路单元—磁能恢复开关电路的研究

摘要

在电力系统中应用无功补偿技术不仅可以降低线路损耗、节约能源，还可以提高电网的供电质量。本文陈述了无功在电路中存在的作用以及危害，无功补偿技术的原理和分类。作为电力电子发展的一个方向，绿色环保的无功补偿技术--半导体开关型补偿技术越来越受重视，本文介绍了几种电力电子开关型的补偿电路，并详细分析了一种电力电子开关型的串联补偿电路—磁能恢复开关（MERS）。 作为一种串联补偿电路，MERS电路结构简单，控制灵活，相比于固定电容串联补偿也并不复杂多少。MERS的基本原理就是：利用类似于逆变器全桥开关和一只直流电解电容结合使用，通过对开关器件的控制，适时改变电容在电路的有效电抗，使电容和电感之间产生谐振，达到提高电路输入功率因数的目的。论文在参考大量国内外文献的基础上，详细介绍了磁能恢复开关电路单元的结构，运行状态，以及MERS在实际交流电路中的三种应用模式分析，即不连续运行模式、直流偏置模式、完全平衡模式，并且分析了各种模式下的电路波形，给出这些模式的工作条件。在此基础上，又阐述了MERS单元在电路中运行的一些特性和电力相关领域中的应用。 本文以MERS这种可控串联补偿电路为研究对象，对其在SIMULINK仿真环境下进行了建模和仿真分析。通过仿真可以较直观的看出电路在提高功率因数方面的作用，在PWM控制方式下，电路可以获得的输入功率因数能够接近1。但是由于电容和开关的作用，不可避免的要产生谐波电流，负载上电压就不是正弦波，可以通过在电路中设置滤波电路来改善负载电压。