关键字 |
| 同步参考系,瞬时电流分量理论,修改SRF,有源滤波器,谐波。刷驱动器。 |
介绍 |
| 电压不稳定的问题吸引了越来越多的关注领域的电力系统操作、计划和控制。这些问题变得更严重的关注不断增长的利用率和高加载现有传动系统,特别是增加的能源需求,和有竞争力的生成和供应需求。在重负载条件下,系统中可能发生显著的电压降。电压凹陷可以发生在任何即时的时间、振幅从10 - 90%和持续半个周期持续时间一分钟[1]。电压膨胀不一样重要在配电系统电压跌落,因为他们不太常见。电压下降是最发生的电能质量问题之一。当然,停机的行业是更糟的是,电压下降,但电压跌落发生更频繁和引起严重问题和经济损失。公用事业通常关注从终端用户设备作为主要的电能质量扰动问题。闪烁,这是正确的对于许多干扰谐波,等等,但电压下降主要有其起源在更高的电压水平。缺点由于闪电,是一种最常见的原因在架空线电压下降。 |
| 如果电压跌落造成的经济损失是重要的减排措施可以为客户盈利,甚至在某些情况下的效用。因为没有标准的解决方案,将为每个网站工作,每个缓解行动必须精心策划和评估。有不同的方法来减轻电压下降,输电和配电系统的膨胀和干扰。目前,广泛的非常灵活的控制器,利用新电力电子组件可用,新兴定制电力应用[3,4]。这些分布静态补偿器和动态电压调节器是最有效的设备,他们都基于VSC的原则。 |
| 电力电子的发展出现新的多级转换器拓扑,可以工作在电压水平超出了经典半导体的限制。多级转换器实现高压开关电压通过一系列步骤,每一个都是在个人的评级电力设备。多级转换器[1 - 4]中,级联h桥拓扑(慢性乙肝)是在高压应用程序中特别有吸引力,因为它需要最少的组件合成相同数量的电压水平。此外,由于其模块化结构,硬件实现很简单和维护操作容易替代多级转换器。最近多电平电压源逆变器应用于许多工业应用,如ac电源、静态无功补偿器,驱动系统等。多层配置的显著的优势之一是谐波减少输出波形不增加开关频率或减少逆变器输出功率第5 - 11 []。多电平逆变器的输出电压波形是由电压水平的数量,通常来自电容器电压源。所谓的多级从三个层次。的数量水平达到无穷大,输出(THD趋于零。可实现的电压水平,然而,受限于电压钳位电压不平衡问题要求,电路布局,和包装的约束。 |
| STATCOM,计划性地描绘在图1中,由三级VSC、直流储能装置、耦合变压器并联连接于DS。万顺昌将存储设备的直流电压转换成一组三相交流输出电压。这些电压阶段,加上交流系统通过耦合变压器的电抗。适当的调整阶段和STATCOM的大小输出电压允许有效控制活动和STATCOM无功功率往来和交流系统。这种配置允许设备吸收或产生可控活性和无功功率。 |
| 在这里,这种设备是用来提供连续使用一种间接控制变换器电压调节。如图1所示的并联电流注入伊什纠正电压凹陷通过调整系统阻抗的电压降的那种。伊什的价值可以通过调整来控制变频器的输出电压。并联注入电流可以写成左右), |
 (1) |
 (2) |
电流控制模式 |
| 提出了一种新的方法来控制电流与峰值电流模式控制(PCM)没有任何不稳定。PCM是占空比不稳定的一半以上。这种方法采用PCM责任比率小于一半,但是它改变了控制策略的责任比例超过一半。在传统PCM方法,电路电流控制在这样一种方式,它不成为大于参考。在每个周期交叉引用当前时,控制方法将改变开关状态降低电流。然而,该算法将导致不稳定目前的关税比率大于一半。新方法将控制电路电流责任比率超过一半以这样一种方式,它不成为小于参考。因此,作为当前在每个周期交叉引用,控制方法将改变开关状态增加电流。根据工作循环状态是否大于或低于一半,控制器将切换到该方法或传统PCM,分别。这将避免所有义务的不稳定周期[6]。 |
提出了STATCOM电流方法的应用 |
| 一般原理图2所示的项目。逆变器的输出电压作为单相STATCOM应与电网电压同相。同时,工作周期应根据新的控制电流控制方法。为了采用这种方法,责任周期应确定是否大于或小于一半。为了定义不同电压条件下的工作周期,电感电流应根据电感电压降计算。如果电感电压降电流增加切换期间比目前减少实例的一个大,责任周期将不到一半。因为它花费更少的时间为当前上升到其最终价值比时间减少其底值。这是所示电压电流感应式(1)和方程(2)。 |
 (3) |
 (4) |
| 根据方程(2)不同电压条件及其相关责任周期计算并显示在表我。例如如果栅极电压低于一半的直流电压供应单元,生成的电压转换器的输出是零或一个单元的直流电压。为了增加电流、零将分配给转换器的输出。另一方面,减少STATCOM电流直流电压供应的一个单位将分配给转换器的输出。在这种情况下,感应电压下降,当电流增加等于电网电压和电感电压降电流减少之间的区别是栅极电压和一个直流电压供应。自认为栅极电压低于一半的直流电压供应,感应电压降在当前增加低于在电流减少电压降。这意味着需要更长的时间为当前增加比,减少在图4导致工作周期大于表我的一半。 |
| 由于变换器的输出电压应与电网电压同相。这是一个标准电压零交叉过程中改变开关状态。然而,改变开关状态的主要指标是按照参考电流根据提到的控制方法。这意味着根据责任周期状态,可由方程(2)逆变器电流控制。责任周期状态不同的栅极电压振幅表。在这个表中提到的,如果绝对电压幅值在一定范围内对直流电压供应,责任比状态定义控制器。 |
| 为了操纵多电平逆变器的控制方法,影响电路电流的条件因素也应该被确定。应该有一个表定义真正的应该施加电压,逆变器输出电压终端。有一些措施,选择适当的输出电压。标准之一是栅极电压应该总是之间最近的可用直流电压大小,可以生成的逆变器如表二所示。例如,如果电网电压振幅大于直流和低于2直流变换器输出电压直流之间切换,2 VDCand低于2 VDC,变换器输出电压将直流和2 VDC之间切换。 |
| 表二世将用于实现控制器利用DSP。根据上面的表和测量瞬时电流和电压,DSP决定开关的状态。在DSP控制器的框图根据上面的表是根据图3图3,电网电压(Vg)和逆变器电流(I)测量并送入DSP。DSP控制开关根据上面提到的网络参数和表。图3中的电流控制器块生成的参考电流乘以π输出值的正弦信号是90度主要电网电压。这个信号是电流控制器的参考。 |
| 控制器将控制接口电流(I)根据网络状况和上面的表。控制信号将被送入PWM块来激活和选择开关。选择正确的开关根据表我和表II。该方法的仿真结果是描绘在图4和图5。在图4中逆变器电流(I)在电容操作(由90度逆变器电流主要电网电压阶段)和参考电流,控制根据拟定的标准,是描述。在这个数字控制逆变器电流占空比(D)条件在一个完整的正弦周期工作周期(D)条件(小或大于一半)也提到的图。 |
MATLAB / SIMULINK仿真模型和仿真结果 |
| 仿真是进行两个拓扑,三电平STATCOM, 5级多级转换器STATCOM补偿电压凹陷的&膨胀提高电能质量 |
| 答:没有补偿器 |
| 图4显示了MATLAB / Simulink模型没有STATCOM的单相电路。相应的结果如图5和图6所示。 |
| 图5显示了输出波形显示凹陷的内容。这是没有STATCOM电压凹陷的条件。 |
| 图6显示了输出波形的功率因数。很明显,没有统一的功率因数因为STATCOM是不习惯。 |
| 基础STATCOM与三级逆变器 |
| 图7显示了仿真软件与三级STATCOM单相电路的电路 |
| Fig.8显示了栅极电流当3级逆变器连接到单相电路。 |
| Fig.9功率因数显示输出波形的团结。很明显,电压和电流在相位和功率因数统一因为使用基于STATCOM 3水平。 |
| 图10显示了3级的输出电压电平STATCOM求婚。 |
| 无花果厚处显示了仿真软件和5级多级STATCOM单相电路的电路 |
| 图12显示了输出波形的STATCOM电流在凹陷状态。 |
| 图13显示了STATCOM的栅极电压电路。 |
| 图14显示了输出波形的联合功率因数。很明显,电压和电流在相位和功率因数统一因为STATCOM使用。 |
结论 |
| 一个新的3级和5级的多级STATCOM控制器基于Goertzel写到凹陷发现和提出了一种新的电流控制模式和模拟。演员工会的检测方法适用于DSP实现。它不需要广泛的FFT计算等也不是非常容易受到噪声的干扰。提出的电流控制方法还伟大的优势传统电压控制方法的简单性和谐波频谱。这是一个固定频率的方法并没有过滤和EMI问题滞后的方法。控制方法也应用于级联多电平逆变器多级STATCOM。在单相控制器和控制器都可以处理所有单相电压凹陷干扰。模拟显示,3级和5级STATCOM能够有效降低电压凹陷和维护工作电压在安全限制。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
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数据乍一看 |
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引用 |
- 奈都。R,皮莱。P,“电压凹陷和膨胀的一种新方法检测”,IEEE功率输出,卷22,问题2,页:1056 - 1063年,2007年4月。
- 吉鲁。P, Sybille。G, Le-Huy.H。,“Modeling and simulation of a distribution STATCOM using Simulink's Power System Blockset”, The 27thAnnual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2001. IECON '01.Volume 2, Page(s):990 – 994, Dec - 2001.
- Rulphchasseing”,数字信号处理和应用程序与C6713 C6416卡恩”,约翰·威利的儿子出版物(2005)。
- 纳杰菲和A . h . m .•“小说电流模式控制器静态补偿器利用Goertzel写到算法来降低电压凹陷”能量转换和管理,52页。1999 - 2008卷,2011年。
- 5。纳杰菲,大肠;•A.H.M;基于Goertzel写到,“D-STATCOM松弛算法检测和小说电流模式控制器,“IndustrialElectronics和应用程序(ICIEA), 2010第五届IEEE会议上,卷,不。,pp.1006 - 1011, 2010年6月15 - 17日
- Ben-Sheng陈;Yuan-Yih许;,“最小为STATCOM谐振控制器,IEEE工业电子、vol.55,不。2,pp.655 - 664, 2008年2月
- 一个罗;Ci唐;ZhikangShuai;杰唐;西安永许;陈董;”Fuzzy-PI-Based Direct-Output-Voltage theSTATCOM用于公用配电系统控制策略,“IEEE工业电子、vol.56,没有。2009年7月7日pp.2401 - 2411,
- 刘Chien-Hung;Yuan-Yih许;”,自整定PI控制器的设计STATCOM使用粒子群优化,“IEEETransactions工业电子、vol.57,不。2,pp.702 - 715, 2010年2月
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