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摘要:微电源由于受外界影响有功功率输出变化幅度较大,当负荷提升较大时无法维持电压的稳定,电压波动容易导致风机无法穿越低电压。SVG的接入可以解决这一问题。
关键词:微电源;SVG
1. 引言
电压型桥式驱动电路是SVG的主要组成部分,三相电路之间大部分时间不能完全对称运行,无功会在三相之间相互调配,导致直流电压不稳定,亦会导致输出无功功率不稳定,所以直流侧需要并联大电容,可看成是稳压源,在无功补充不足时候也可辅助补充无功。并联的二极管是逆变器的反馈回路,把交流侧的无功反馈到直流侧。
2. SVG的控制方法
由向量图可以看出,SVG的无功输出可调节两个向量角,其中一个是:负荷电压与电流的夹角,另一个是负荷电压与系统电压的夹角。
在理想状态下,SVG的直流侧电压直接决定着交流侧电压的大小,而通过控制交流侧电压的向量,即控制负荷电压与系统电压的夹角可以控制无功输出。这种方法在原理上较为简单,建模控制也较为容易,但由于交流侧电压受直流侧电压的影响较大。在调节时还需先调节直流电压,这种情况实时性能较差,不能及时的补充无功。
当负荷电压和电流夹角,负荷电压与系统电压夹角同时控制的话,可以提高响应速度,这种方法比只控制要复杂,需要增加相应的反馈回路用以提高实时性和直流侧电压稳定性。这种方法直流侧电压不需要根据无功补偿的需要而调整电压大小,但驱动电路的相位角的变化受到一定程度的限制,只能在很小的范围内浮动,这种方式对角度的精度要求很高从而简化负荷与系统与SVG之间角度的关系式:
在实际情况中U较大,由于?茲角较小,?兹→0,由于?啄角也较小,?啄→0,则cos?兹→1,cos(?兹+?啄)→1,由上面式子可以看出,?啄对无功补偿电流输出的影响很大,则无功补偿电流可控的范围是比较大的。
3. SVG控制策略的设计
用PI的闭环调节器来调节无功输出。PI的输出电流的大小,应与SVG输出的负载电流的线性关系。若用户端电流需求增大,SVG需给用户端补充无功,则直流大电容的电压下降,由于负反馈作用,输出电流增大,给直流大电容充电,恢复电容电压,可以更好的为用户端补充无功功率。
SVG控制策略的另一种方式是:利用电流滞环比,通过运算求出交流输入电流,再通过输入电流跟踪指令电流。
控制系统中,外侧为直流电压闭环控制,内侧为交流电流闭环控制。内环交流电流控制跟SVG控制策略1相同,是根据负载侧需增加无功而导致直流大电容电压下降,经过电流负反馈环节,从而升高直流大电容的电压。外环的输入信号为三相通过运算得出的直轴电流和交轴电流,用直轴电流和交轴电流和三相电压相位相同的标幺值信号。这个信号作为SVG的所需要的电流,这个电流输入电流做比较,从而得出是否需要补偿无功电流。
电流分为直轴电流和交轴电流,可把电流分为无功电流和有功电流,这样可以在闭环控制中对无功补偿直接控制。直流大电容电压在给负荷端补充无功之后,有一小部分电能转化成热能,也会同时放出一部分电能作为负荷电压的补充,工频情况下直流大电容的电压会降低。当直流大电容需要提升电压时,需充进电荷来升高电压,有功电流的分量可以直接对应给电容充入的有功电流。
在SVG中闭环控制中应用一般有滞环比较器。滞环输出锯齿状电流,响应快,不用载波,不含有高次谐波,波形输出好。
4. 结论
微电网的分布式电源因为经济原因电源只能发出很少一部分无功,可以视作只发出有功,无功功率缺口较大的情况下,电网电压会急剧降低,风机会因无法承受低电压而跳闸,造成整体微电网停电。在风机与微电网的入口处加入SVG补充无功功率,可解决这一问题。
参考文献
[1]陈慧婷,基于联合微电网方式下解决病态潮流的研究,【D】,昆明:昆明理工大学,2013,6.
关键词:微电源;SVG
1. 引言
电压型桥式驱动电路是SVG的主要组成部分,三相电路之间大部分时间不能完全对称运行,无功会在三相之间相互调配,导致直流电压不稳定,亦会导致输出无功功率不稳定,所以直流侧需要并联大电容,可看成是稳压源,在无功补充不足时候也可辅助补充无功。并联的二极管是逆变器的反馈回路,把交流侧的无功反馈到直流侧。
2. SVG的控制方法
由向量图可以看出,SVG的无功输出可调节两个向量角,其中一个是:负荷电压与电流的夹角,另一个是负荷电压与系统电压的夹角。
在理想状态下,SVG的直流侧电压直接决定着交流侧电压的大小,而通过控制交流侧电压的向量,即控制负荷电压与系统电压的夹角可以控制无功输出。这种方法在原理上较为简单,建模控制也较为容易,但由于交流侧电压受直流侧电压的影响较大。在调节时还需先调节直流电压,这种情况实时性能较差,不能及时的补充无功。
当负荷电压和电流夹角,负荷电压与系统电压夹角同时控制的话,可以提高响应速度,这种方法比只控制要复杂,需要增加相应的反馈回路用以提高实时性和直流侧电压稳定性。这种方法直流侧电压不需要根据无功补偿的需要而调整电压大小,但驱动电路的相位角的变化受到一定程度的限制,只能在很小的范围内浮动,这种方式对角度的精度要求很高从而简化负荷与系统与SVG之间角度的关系式:
在实际情况中U较大,由于?茲角较小,?兹→0,由于?啄角也较小,?啄→0,则cos?兹→1,cos(?兹+?啄)→1,由上面式子可以看出,?啄对无功补偿电流输出的影响很大,则无功补偿电流可控的范围是比较大的。
3. SVG控制策略的设计
用PI的闭环调节器来调节无功输出。PI的输出电流的大小,应与SVG输出的负载电流的线性关系。若用户端电流需求增大,SVG需给用户端补充无功,则直流大电容的电压下降,由于负反馈作用,输出电流增大,给直流大电容充电,恢复电容电压,可以更好的为用户端补充无功功率。
SVG控制策略的另一种方式是:利用电流滞环比,通过运算求出交流输入电流,再通过输入电流跟踪指令电流。
控制系统中,外侧为直流电压闭环控制,内侧为交流电流闭环控制。内环交流电流控制跟SVG控制策略1相同,是根据负载侧需增加无功而导致直流大电容电压下降,经过电流负反馈环节,从而升高直流大电容的电压。外环的输入信号为三相通过运算得出的直轴电流和交轴电流,用直轴电流和交轴电流和三相电压相位相同的标幺值信号。这个信号作为SVG的所需要的电流,这个电流输入电流做比较,从而得出是否需要补偿无功电流。
电流分为直轴电流和交轴电流,可把电流分为无功电流和有功电流,这样可以在闭环控制中对无功补偿直接控制。直流大电容电压在给负荷端补充无功之后,有一小部分电能转化成热能,也会同时放出一部分电能作为负荷电压的补充,工频情况下直流大电容的电压会降低。当直流大电容需要提升电压时,需充进电荷来升高电压,有功电流的分量可以直接对应给电容充入的有功电流。
在SVG中闭环控制中应用一般有滞环比较器。滞环输出锯齿状电流,响应快,不用载波,不含有高次谐波,波形输出好。
4. 结论
微电网的分布式电源因为经济原因电源只能发出很少一部分无功,可以视作只发出有功,无功功率缺口较大的情况下,电网电压会急剧降低,风机会因无法承受低电压而跳闸,造成整体微电网停电。在风机与微电网的入口处加入SVG补充无功功率,可解决这一问题。
参考文献
[1]陈慧婷,基于联合微电网方式下解决病态潮流的研究,【D】,昆明:昆明理工大学,2013,6.