配電網(wǎng)靜止同步補償器直接功率控制
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
3 DSTATCOM DPC策略
目前，DPC有基于電壓定向控制和基于虛擬磁鏈定向控制兩種方法。兩者都是通過已設置好的開關表來選擇功率器件開關狀態(tài)，區(qū)別在于定向信號的不同?；陂_關表進行控制的DPC，以PWM整流器為研究對象，主要是進行直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制，以控制有功為主(其無功給定為零，以實現(xiàn)單位功率因數(shù))。因此，其開關表設置不適合于作為無功補償?shù)腟TATCOM使用?？紤]到開關頻率變化不利于系統(tǒng)設計，在此采用基于電壓定向控制的DPC-SVM方法。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/175857.htm
由于采用基于電網(wǎng)電壓矢量進行定向控制，定義d，q旋轉(zhuǎn)坐標系的d軸與電網(wǎng)電壓三相系統(tǒng)的合成電壓矢量方向一致，由坐標變換得電壓矢量和電流矢量示意圖如圖4所示。
由圖4的幾何關系，可得：
直流側(cè)電壓控制采用容性感性補償控制，其設定值由式(7)確定：
式中：Usp為電網(wǎng)相電壓峰值；Q為DSTATCOM要補償?shù)臒o功容量的大?。籜為連接電抗阻值；Udch為補償容性無功時直流側(cè)電壓給定值；Udcl為補償感性無功時直流側(cè)電壓給定值。
4 仿真及實驗結(jié)果
4．1 數(shù)字仿真
為驗證所提出的DSTATCOM DPC方法，首先在Matlab／Simulink平臺下進行計算機數(shù)字仿真。仿真參數(shù)：電網(wǎng)相電壓100 V(最大值)，電抗為1．3 mH，補償無功±5 kvar，開關頻率設置為10 kHz，死區(qū)時間為零。圖5a為電流ia滯后電壓ua的仿真結(jié)果，圖5b為ia超前ua的仿真結(jié)果?？梢?，所提方法可實現(xiàn)感性和容性無功的靈活控制。
4．2 實驗結(jié)果
采用IPM PM300DVA120，設計了±50 kvar的DSTATCOM實驗樣機來測試所提出的算法?？刂破鞑捎酶咝阅躎MS320F2812型DSP，DSTATCOM主要參數(shù)：系統(tǒng)容量為±=50kvar；電網(wǎng)相電壓為100V；電網(wǎng)頻率為50 Hz；輸入電抗為(0．15+j0．41)Ω，1．3 mH；直流側(cè)電容為5 mF／900 V；PWM開關頻率為10 kHz；信號采樣頻率為10 kHz。
根據(jù)PM300DVA120的器件特性，設定死區(qū)時間為4μs。為便于工程接線，系統(tǒng)直接對線電壓進行采樣。圖6為輸出±5 kvar無功時的實驗結(jié)果?？梢姡贒PC方法可實現(xiàn)電流超前電壓或滯后電壓，從而控制容性或感性無功的產(chǎn)生，對負載進行實時無功補償。
圖7示出輸出無功功率為0和±5 kvar時進行突變的實驗結(jié)果。由圖可見，系統(tǒng)輸出的無功功率動態(tài)響應僅為數(shù)毫秒，無明顯振蕩調(diào)整過
程，反映出DPC方法對DSTATCOM系統(tǒng)具有良好的動態(tài)響應性能。
5 結(jié)論
在此提出一種適用于配電網(wǎng)靜止同步補償器的直接功率控制策略，直流側(cè)電壓控制采取容性感性無功分別設置，采用空間矢量調(diào)制方法實現(xiàn)定頻控制，以解決開關頻率變化問題。所提出的控制方法簡化了結(jié)構(gòu)，便于用處理器實現(xiàn)。仿真和實驗結(jié)果表明該方法的有效性。
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