微型電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的四象限運行動態(tài)特性研究

　　汽輪機等效模型包括溫度控制、速度控制、加速度控制以及燃料控制等四個主要控制系統(tǒng)。根據(jù)轉(zhuǎn)速誤差，通過比較速度控制信號、加速度控制信號及溫度控制信號，選擇最小值作為燃料控制信號，最后通過燃料控制系統(tǒng)控制輸入燃料量。汽輪機一方面輸出 ，另一方面產(chǎn)生廢熱，并通過溫度控制系統(tǒng)得到溫度控制信號。

2.4 永磁發(fā)電機模型

　　永磁發(fā)電機常用于交流發(fā)電系統(tǒng)，如微汽輪機、風(fēng)力發(fā)電機等。永磁體發(fā)電機原理與同步發(fā)電機原理相似，不同之處在于使用永磁體代替同步發(fā)電機的激勵系統(tǒng)，并具有消除碳刷或滑環(huán)的好處。永磁體發(fā)電機動態(tài)方程可表示為：

　　(7)

　　　　　(8)

　　式中V_d，V_q為d軸和q軸電壓，i_d，i_q為d軸和q軸電流，L_d，L_q為d軸和q軸漏電感，R為定子側(cè)電阻，ω_r為轉(zhuǎn)子角速度，λ為永磁體磁通量，P為極。

3 動態(tài)特性模擬

3.1 SimPowerSystems模塊

　　與市電并聯(lián)的微型電網(wǎng)SimPowerSystems模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示，Zone1的SimPowerSystems模塊如圖6所示。

3.2 模擬順序

　　圖7為模擬時序圖，0秒時所有系統(tǒng)組件均連接到系統(tǒng)，此時PCS在第Ⅰ象限運行，實功率為正，虛功率也為正。10~15秒時PCS運行在第Ⅳ象限，實功率為正，虛功率為負。15~25秒時PCS運行在第Ⅲ象限，實功率為負，虛功率為負。25~30秒時PCS運行在第Ⅱ象限，實功率為負，虛功率也為正。

3.3 模擬結(jié)果

　　圖7為系統(tǒng)四象限參數(shù)運行模擬的時序圖，圖7(a)和圖7(c)為具有相同功率輸出的兩條匯流排，差別在于69kV匯流排提供了較多的實功率給變壓器。圖7(g)為微型電網(wǎng)實功率在-90kW和30kW之間的變化情況，其值等于微電源、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及負載功率的總和。圖7(e)為在設(shè)定從輸出變成輸入時功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實功率。圖7(i)和圖7(k)的實功率均為常數(shù)，這是因為這些組件的實功率并未受到功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)即系統(tǒng)輸出功率變動的影響。圖7(b)和圖7(d)為具有相同虛功率輸出的兩條匯流排，差別在于69kV匯流排提供了較多的虛功率給變壓器。圖7(h)為微型電網(wǎng)虛功率在-50kVAR 與 50kVAR之間的變化情況，其值等于微電源、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及負載功率的總和。圖7(f) 為在設(shè)定從輸出變成輸入時功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的虛功率。圖7(j)和圖7(l)的虛功率幾乎為常數(shù)，這是因為這些組件的虛功率并未受到功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)即系統(tǒng)輸出功率變動的影響。

4 結(jié)論

　　本文探討了一個與市電并聯(lián)的微型電網(wǎng)系統(tǒng)在功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)四象限運行情況下的動態(tài)特性。研究結(jié)果表明該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能在不影響其他系統(tǒng)組件的情況下進行四象限輸出控制;此微電網(wǎng)系統(tǒng)也能穩(wěn)定運行，各種微型電源運行形態(tài)與預(yù)計完全符合，為功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用提供重要參考。

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本文來源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第1期第60頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。