关键字 |
| 事实,电能质量,电压补偿,径向分布系统结线,静态同步补偿器(STATCOM) Z-Source逆变器(ZSI)。 |
介绍 |
| 电能质量是一个主要问题在当下的时代。就变得特别重要的插入复杂的设备,其性能对电力供应的质量非常敏感。电能质量问题是一个事件表现为非标准电压、电流或频率结果的失败或mis-operation终端用户设备。 |
| 分配系统的分析是一个重要的活动区域分布系统提供最终的大部分电力系统和消费者之间的联系。电气配电网络变得越来越重要,在电力系统规划起着重要的作用。配电线路通常使用主键或主喂食器和横向分销商。主要支线源于变电站和通过主要负荷中心。横向分销商将单独的负载点连接到主馈线和被定义为径向分布系统。径向系统很受欢迎,因为它们简单的设计和低成本。 |
| 如今的可靠性、稳定性和高质量除了避免供应中断供电的主要功能负荷在电力市场的竞争环境。所以它需要更仔细地设计电力系统一直在寻找新的技术提供这样的交付的性能。然而它可能被认为安装额外的设备在网络。这可能发生在个人规划阶段或之后的扩张计划。系列设备并联电抗器、电容器等银行,反应堆,自动电压调节器或最近开发灵活交流输电系统(事实)技术,如静态补偿器[1]。 |
STATCOM的工作原理 |
| STATCOM的原则操作如下:AC电压漏电抗的权力STATCOM的电力系统之间的交流。逆变器电压与交流母线电压系统相比,当AC总线电压的大小是VSI的级以上;AC系统认为STATCOM电感连接到终端。否则如果逆变器电压级高于交流母线电压的大小,AC系统认为STATCOM电容连接到终端。如果交流系统和逆变器电压大小相等,无功功率交换是零。如果STATCOM直流源或直流侧储能设备,它可以向电力系统供应真正的权力。这可以通过调整STATCOM的相位角终端和交流电源系统的相角。当交流电源系统的相角VSI相位角,STATCOM吸收真正的权力从交流系统,如果交流电源系统的相角滞后VSI相位角,STATCOM供应真正的交流系统。 |
| 电压源变换器和逆变器(VSC或VSI)的构建块STATCOM装置和其他事实。广场一个非常简单的逆变器产生一个电压波形,开关直流电压源。VSI的基本目标是产生一个正弦交流电压和直流电压谐波失真最小。单行的STATCOM图所示图一: |
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| STATCOM的主要优势相比传统的无功补偿设备的能力强监管,低谐波含量和低损耗无共振等操作问题。STATCOM与特定负载可以补偿电流注入以便总需求满足规范实用程序连接。它还可以删除任何不平衡和电压谐波失真的多功能汽车。STATCOM将在电力系统中发挥更严重的作用载荷能力,无功功率补偿,减少损失,电压调节、电压平衡和电能质量和稳定性增强[2]。 |
阻抗源逆变器(ZSI) |
| Z-Source逆变器的主电路的配置与负载图所示。新提议Z-source逆变器有一个独特的功能,它可以提高/巴克输出电压通过操作模式引入开枪,这是不允许的在传统的电压源逆变器,有了这种独特的特性,ZSI提供更便宜,更简单,buck-boost反演通过单一的权力转换阶段。ZSI电路包括一个二极管整流器,直流连接电路,逆变桥。直流连接电路的差异是由Z-Source网络实现(c1、c2、L1和L2)和小输入电容器(ca、cb和cc)连接到二极管整流器。因为Z-Source逆变器桥可以促进DC电容器(c1, c2)电压整流器的直流值以上,任何值所需的输出电压总是获得无论线电压。使用230 V加载系统作为一个例子,DC电容器电压可以提高到350 V或更高版本,以生产230 V交流输出的线电压。理论上,DC电容器电压可以增加任何价值高于固有直流电压(310 - 325 v, 230 v线)整流器,通过拍摄经历零切换状态。当需要更高的电压或电压跌落期间。然而,电容电压的限制装置额定电压在实际使用。 |
| 在分布处理网络重新配置Baran [3]。补偿功率流为基础弱网状分布由Shirmohammadi [4]。径向分布的网络负载流解决方案是由S.Ghosh [5]。与传统逆变器谐波研究和比较的ZSI由贾斯特斯[6]。解决电能质量问题是由Mineski [7]。负载流量的方法弱网状系统是由S.Sivanagaraju [8]。ZSI的比较和基于推挽式逆变器STATCOM和提高电能质量是由Usha [9] - [10]。 |
| 任何文学作品的作者不知道处理STATCOM使用基于Z-Source逆变器STATCOM在IEEE 33-bus径向和弱网状分布系统。这项工作使电能质量改善IEEE 33-bus径向ZSI基于STATCOM和弱网状分布系统。 |
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仿真结果 |
| IEEE 33-bus径向和弱网状分布系统仿真研究。假设三相径向和弱网状分布网络是平衡的。33-bus IEEE径向和弱网状分布的方法,使用MATLAB / SIMULINK系统建模和模拟。沿着线部分负荷分布均匀。被建模为恒阻抗负荷。 |
| 33-bus径向分布系统的单线图图3所示。的单线图33 -总线弱网状分布系统Fig3b所示。线、负载和领带开关[5]给出的数据。负载流量33-bus径向和弱网状系统给出的结果[8]。仿真结果符合负载流径向和弱网状系统的结果。负载总线电压感觉使用不可控整流器和纠正。它是与参考电压。错误的PI控制器。比例积分控制器的输出调整脉冲宽度得到所需的电压在负载总线。比例积分控制器的仿真软件模型,单相配电线路,单相RL-load和单相源Fig3c所示,分别Fig3d, Fig3e和Fig3f |
| 33-bus IEEE径向分布系统的仿真软件模型没有STATCOM Fig3g所示。STATCOM放置在6号公共汽车更好的补偿为例。33-bus IEEE径向分布系统的仿真软件模型与基于ZSI STATCOM在6日巴士Fig3h所示。为了提高电压水平在不同负载公交车STATCOM在6日总线连接径向分布系统。STATCOM与系统在t = 0.3秒。33-bus IEEE弱网状分布系统的仿真软件模型所示Fig3i 33-bus IEEE弱网状分布系统,仿真软件模型与基于ZSI STATCOMs 6日巴士Fig3j所示。电压源总线被认为是1.0级聚氨酯。 |
| 33-bus IEEE径向分布系统的仿真结果和弱网状分布系统为例(a)和(b)表1中给出。负载电压在负载的大小巴士为这两个情况下有无STATCOM是表1中给出。从表1,很明显,在不同的负载电压下降公共汽车是由连接STATCOM补偿6辆公共汽车。也发现弱网状配电系统的电压大小是高于径向分布系统包含的领带。因此负载电压都进一步改进IEEE 33-bus径向和弱网状分布系统通过使用ZSI STATCOM为基础。 |
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(一)仿真软件模型的PI控制器 |
| 比例积分控制器的仿真软件模型Fig3c所示。负载电压求和点。这个电压与参考电压(设定在5 v)和美联储错误比例积分控制器(KP = 2和KI = 0.5)。给出了比例积分控制器的输出脉冲发生器产生所需的脉冲宽度。这些脉冲是给了STATCOM补偿电压注入系统。 |
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(B)仿真软件模型的单相配电线路: |
| 使用SIMULIK好系列RLC分支块(C值设置为∞)和强度好并联RLC分支块(R和L值设置为无穷大),V,我和PQ测量块开发配电线路如Fig3d所示 |
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单相负载RL (C)仿真软件模型: |
| 使用SIMULIK好并联RLC加载块与V,我和PQ测量块Fig3e模型如图所示。展品恒定阻抗在指定的频率。主动和被动的力量是成正比的负载外加电压的平方。电容VAR QC值设置为0获得好RL负载。 |
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(D)的仿真软件模型单相来源: |
| 使用SIMULIK好交流,好系列RLC分支块(R值非常低的值设置1 e-12, L值设置为零和C值设置为∞)和强度好并行V,我和PQ测量块发展单相源模型如Fig3f所示。价值非常低的电阻连接在系列,以避免收敛问题。 |
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结论 |
| 这项工作提出了使用基于Z-Source逆变器STATCOM系统的可能性。33-bus IEEE径向和弱网状分布的方法,使用MATLAB / SIMULINK系统建模和模拟和结果。仿真结果33-bus IEEE径向和弱网状分布系统有无STATCOM。使用单相模型模拟研究平衡的三相系统。结果表明,通过连接STATCOM电压补偿。IEEE径向和弱网配电系统电能质量的改善。径向分布系统有五个联络线进一步提高可靠性与径向分布系统。未来工作的范围是模拟也可以使用PSCAD或PSIM完成。仿真研究可以扩展到64总线和128总线系统。测试也可以在非常大的实时完成电力系统和STATCOM的实验室模型可以通过使用微控制器或DSP处理器。 |
引用 |
- 净收益Hingorani和L。Gyugyi,了解事实,概念和灵活交流输电系统技术,皮斯卡塔韦,新泽西,IEEE出版社,2000年。
- 一个。Ghosh和G。Ledwich、电能质量增强使用自定义电力设备,Kluwer学术出版社,2002年。
- Baran M。E和F F.1989吴。网络重新配置配电系统减少损失和负载平衡。IEEE TransonPERD PWRD——(2) pp.1401 - 107, 1989。
- ShirmohammadiD、HongHW SemlyenA LuoGX。补偿弱网状分销网络为基础的功率流方法。IEEE反式。对权力Syst.3(2): 753 - 762年,1988年。
- 年代。Ghosh和D。Das方法负载流径向分布网络的解决方案。IEE PartC, 146 (4): 641、1994
- B。贾斯特斯拉比和Arumugam”, Z-Source逆变器的谐波研究和比较传统的逆变器”,美国杂志ofApplied sciences2(10): 1418 - 1426年,2005年。
- R.Mienski, R。Pawelek和我。Wasiak”,并联补偿电能质量改善使用STATCOM控制器:造型andsimulation”, IEEEProce。第二,vol.151 March2004。
- S.Sivanagaraju, J。Viswanatha和M。Giridhar”,一个基于循环加载弱网状分销网络流方法,“ARPN J。成为了应用科学,第三卷,第四,pp.55 aug.2008——59.。
- N。Usha和M。Vijayakumar“比较pus-pull和Z-source逆变器基于STATCOM系统”,国际期刊ofElectronics和电气工程,下册,Number1 pp.55 - 65, 2013。
- N。Usha和M。Vijayakumar”提高电能质量的三十公交系统使用基于ZSI STATCOM”国际期刊《现代工程研究的进步,第三卷,问题。2 - 773 - 778页。March-April.2013
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