配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器直接功率控制
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
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(guò)已設(shè)置好的開(kāi)關(guān)表來(lái)選擇功率器件開(kāi)關(guān)狀態(tài)，區(qū)別在于定向信號(hào)的不同?；陂_(kāi)關(guān)表進(jìn)行控制的DPC，以PWM整流器為研究對(duì)象，主要是進(jìn)行直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制，以控制有功為主(其無(wú)功給定為零，以實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù))。因此，其開(kāi)關(guān)表設(shè)置不適合于作為無(wú)功補(bǔ)償?shù)腟TATCOM使用?？紤]到開(kāi)關(guān)頻率變化不利于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(jìn)行定向控制，定義d，q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)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(biāo)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(guān)系，可得：
直流側(cè)電壓控制采用容性感性補(bǔ)償控制，其設(shè)定值由式(7)確定：
式中：Usp為電網(wǎng)相電壓峰值；Q為DSTATCOM要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量的大?。籜為連接電抗阻值；Udch為補(bǔ)償容性無(wú)功時(shí)直流側(cè)電壓給定值；Udcl為補(bǔ)償感性無(wú)功時(shí)直流側(cè)電壓給定值。
4 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4．1 數(shù)字仿真
為驗(yàn)證所提出的DSTATCOM DPC方法，首先在Matlab／Simulink平臺(tái)下進(jìn)行計(jì)算機(jī)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(bǔ)償無(wú)功±5 kvar，開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置為10 kHz，死區(qū)時(shí)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?jiàn)，所提方法可實(shí)現(xiàn)感性和容性無(wú)功的靈活控制。
4．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
采用IPM PM300DVA120，設(shè)計(jì)了±50 kvar的DSTATCOM實(shí)驗(yàn)樣機(jī)來(lái)測(cè)試所提出的算法。控制器采用高性能TMS320F2812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(kāi)關(guān)頻率為10 kHz；信號(hào)采樣頻率為10 kHz。
根據(jù)PM300DVA120的器件特性，設(shè)定死區(qū)時(shí)間為4μs。為便于工程接線，系統(tǒng)直接對(duì)線電壓進(jìn)行采樣。圖6為輸出±5 kvar無(wú)功時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？梢?jiàn)，基于DPC方法可實(shí)現(xiàn)電流超前電壓或滯后電壓，從而控制容性或感性無(wú)功的產(chǎn)生，對(duì)負(fù)載進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)功補(bǔ)償。
圖7示出輸出無(wú)功功率為0和±5 kvar時(shí)進(jìn)行突變的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由圖可見(jiàn)，系統(tǒng)輸出的無(wú)功功率動(dòng)態(tài)響應(yīng)僅為數(shù)毫秒，無(wú)明顯振蕩調(diào)整過(guò)
程，反映出DPC方法對(duì)DSTATCOM系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
5 結(jié)論
在此提出一種適用于配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)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(wú)功分別設(shè)置，采用空間矢量調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)定頻控制，以解決開(kāi)關(guān)頻率變化問(wèn)題。所提出的控制方法簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，便于用處理器實(shí)現(xiàn)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法的有效性。
評(píng)論