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靜止無功發(fā)生器控制策略研究

2015-07-29 07:47勵(lì)小峰
現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè) 2015年14期
關(guān)鍵詞:無功補(bǔ)償控制策略

勵(lì)小峰

摘 要:隨著社會(huì)的發(fā)展,用戶不僅要求供電的連續(xù)可靠性,同時(shí)對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求,但是由于受到各種因素的影響,導(dǎo)致電網(wǎng)質(zhì)量明顯降低。靜止無功發(fā)生器是電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的一種。通過檢測(cè)電網(wǎng)中的電流狀況,并且反饋控制驅(qū)動(dòng)電路來提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。為此,在對(duì)靜止無功發(fā)生器的控制原理進(jìn)行簡(jiǎn)單概述的基礎(chǔ)上,對(duì)靜止無功發(fā)生器的控制策略進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞:無功補(bǔ)償;靜止無功發(fā)生器;SVG;控制策略

中圖分類號(hào):TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3198(2015)14-0213-02

1 引言

靜止無功發(fā)生器(SVG)的控制系統(tǒng)包括檢測(cè)、控制和驅(qū)動(dòng)等多個(gè)環(huán)節(jié),在一個(gè)典型的SVG控制系統(tǒng)中,其具體的工作流程如下:首先,SVG的檢測(cè)模塊將SVG輸出的電流電壓和電網(wǎng)電流電壓輸送到檢測(cè)運(yùn)算電路,并基于給定的算法計(jì)算出控制量,并將控制量傳輸給控制器;然后,控制模塊按照給定的控制算法,對(duì)控制量進(jìn)行處理,最終將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送到驅(qū)動(dòng)電路;最后,驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大之后,控制變流器的導(dǎo)通或者截止,至此完成了SVG控制。

從如上的SVG控制流程可以看出,可以控制SVG對(duì)電網(wǎng)的補(bǔ)償效果,通過對(duì)控制SVG的內(nèi)部參數(shù),從而改變所補(bǔ)償?shù)臒o功電流值,最終實(shí)現(xiàn)SVG的控制。

2 SVG控制原理

改變控制角,可以實(shí)現(xiàn)無功收發(fā)調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)SVG裝置的控制。通過改變控制角的SVG控制方法也被稱之為單控制原理,為了保障精度,通常在這種SVG控制方法中,會(huì)引入電流負(fù)反饋之后,在通過比例積分環(huán)節(jié)來調(diào)節(jié)SVG的控制精度。

在吸收滯后電流中,變流器交流側(cè)電壓U·SVG,電網(wǎng)電壓U·S,以及連接電抗壓降U·L間構(gòu)成了一個(gè)三角形關(guān)系,根據(jù)三角形正弦定理,得到:

根據(jù)公式(1),可以推導(dǎo)出在穩(wěn)態(tài)下,SVG從電網(wǎng)中所吸收的無功功率有效值表示如公式(2)所示,從電網(wǎng)中所吸收的有功電流有效值表示如公式(3)所示。

如圖1所示,IQ與δ的關(guān)系近似于直線,因此可以通過調(diào)整δ的大小,來實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)吸收無功功率IQ的調(diào)整。

同時(shí),根據(jù)公式(1)可以得到SVG交流側(cè)的輸出電壓設(shè)計(jì)如式(4)所示。

U·SVG=U·Scos(δ+)cos

(4)

從式(4)可以看出,在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下,補(bǔ)償系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的無功功率計(jì)算如式(5)所示,補(bǔ)償系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的有功功率計(jì)算如式(6)所示。

3 SVG控制方法研究

3.1 單δ控制

單δ控制是指在SVG控制過程中,僅對(duì)δ進(jìn)行控制,來實(shí)現(xiàn)對(duì)SVG的控制,其中變流器的導(dǎo)通角θ的計(jì)算如公式(7)所示。

3.2 δ與θ配合控制

由于單δ控制采用了普通的PI進(jìn)行調(diào)節(jié),需要將參數(shù)進(jìn)行處理之后才能被用于控制,導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降,因此單δ控制具有一定的局限性。在如圖4所示的基于δ與θ配合控制的逆系統(tǒng)中的單比例積分控制方法就是對(duì)這一缺陷所進(jìn)行的優(yōu)化,因此逆系統(tǒng)單比例積分控制方法的性能更好。

其中,Iq表示參考無功電流,ud表示SVG直流側(cè)參考電壓,Id表示SVG直流側(cè)參考電流,UdSVG表示有功指令電壓,UqSVG表示無功指令電壓,idSVG表示基于SVG直流側(cè)電壓變化所導(dǎo)致的有功電流,US表示電網(wǎng)電壓,udSVG表示SVG輸出反饋電壓,iqSVG表示SVG輸出反饋電流。

以吸收感性無功功率為例,負(fù)荷側(cè)電壓U·L,SVG輸出電壓U·SVG,系統(tǒng)電源側(cè)電壓US,之間的關(guān)系如下所示:

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)的發(fā)展,各種精密設(shè)備的廣泛使用,要求電網(wǎng)供電可靠、波形良好、電壓頻率穩(wěn)定,無功補(bǔ)償是保障電網(wǎng)高效運(yùn)行、提高電能質(zhì)量的主要手段之一,在確保供電和用電設(shè)備安全可靠、減小設(shè)備容量、降低電路損耗、提高功率因素等方面都有非常明顯的效果。SVG是一種基于大功率電力電子器件的最新型無功補(bǔ)償裝置。因此,本文主要以SVG為例,對(duì)無功功率補(bǔ)償控制策略進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

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