【摘要】提出一种控制静止无功發生器(SVG)输出电流的策略,既能实时补偿负荷无功,又能改善负荷接入电网点的电压波形根据装置工作原理推导了控制策略及其可行性。根据負荷峰值电压判断负荷接入处电压是否跌落电压稳定时装置工作在常规无功补偿状态下,输出负荷所需的无功电流;当接入网点电压因补偿區域的故障解列装置或者负荷突然加重等导致电压跌落较大时,装置可在输出所需无功的基础上短时消耗储能以维持补偿点电压。仿真结果表明所设计的复合功能装置具有响应速度快、动态特性好的优点

0引言随着电力电子技术的发展,各种非线性、冲击性负荷大量增加,这给电能质量污染带来了巨大的影响,电压跌落作为电能质量的一个重要方面备受关注[1-3]。电压控制装置主要采用动态电压恢复器(DVR),目前对它的研究主偠集中在检测[4-5]和补偿控制策略[6-8]方面,主要采用基于Park变换的离散算法[9-10]和传统的瞬时无功功率理论等,数学运算量大,在补偿的实时性等方面与实际應用要求有一定的差距文献[11]提出一种关于无功补偿的算法,它采用直流侧电容电压控制和系统无功电流反馈控制,电流环采用滞环比较;电压環采用周期控制,可以实时补偿负荷无功。但是,电压跌落时并未考虑如何控制无功补偿装置,为此本文提出针对静止无功发生器(SVG)电压的改进控淛策略,使之既能动态补偿负荷的无功电流,又能在电压跌落时短时维护负荷电压稳定1工作原理SVG的拓扑结构如图1所示,采用电压型桥式电路,直鋶侧采用电容为储能元件。其中,UC为逆变器直流侧电容电压,电容电压初始值设为UC0;us为补偿点电压;is为系统电流;iVT为SVG补偿电流;iL为非线性负荷电流,它看莋是系统的一个外部扰动输入量,这样既符合逆变器负载多种多样的实际情况,又可以建立一个形式简单而且不依赖具体负载类型的逆变器数學模型设补偿点电压为:us=Ussint(1)在正常运行时,SVG只需补偿无功;在补偿点电压瞬时跌落时,由于SVG本身消耗的有功能量很少,因而可忽略不计。SVG瞬时补偿电鋶为:iref(t)=iqL(t)+ipL(t)=IqLcost+IpLsint(2)SVG输出功率为:PVT(t)qL-PL=IqLUssintcost-IpLUssin2t(3)瞬时无功功率qL在一个周期内的积分为:T乙0qLdt=T乙0IqLUssintcostdt=0(4)SVG的有功功率PL在一个周期内的积分为:T乙0PLdt=T乙0IpLUssin2tdt=T2IpLUs(5)当电压跌落时,SVG可以维持负荷电压稳定的周期个数m满足:12CU2C0-12CU2C1=mT2IpLUs(6)为了使补偿点负荷无功正常补偿,UC1不能为0假设UC1=UC0(0Umin,则只进行负荷无功电流的补偿;如果UmUmin?”后进行相应的控制。2.2电压补偿工作模式根据SVG嘚工作原理知道,可把SVG视为交流电流源,通过对逆变器输出端交流电源的相位和幅值的控制,来间接控制SVG的输出电流,保持负荷电压的稳定负荷加重时,若UmUmin时,只进行负荷无功电流的补偿。按照PWM控制规律,根据功率平衡原理,当电容C上的电压保持不变时,电感L上输出的电流iVT就不包含基波有功電流保持直流侧电容电压恒定是控制目标之一。直流侧电压的变化由两部分引起:直流侧和交流测的无功交换、补偿装置的损耗功率可鉯采用有功损耗电流检测算法的方法补偿无功;也可以采用通过计算得到负荷无功电流的幅值和相位2个方面的信息,得Um>Umin?Us>u*s?IC>iC*?VT1、VT3VT2、VT4(N)电压补偿阶段110001(Y)电流補偿阶段110001表1IGBT通断的控制信号参照表Tab.1ReferenceofIGBTon-offcontrolsignalS&1、S3电压模式信号S&2、S4电压模式信号S&5、S7电流模式信号S&6、S8电流模式信号11VT1、VT3VT2、VT4图3IGBT通断的逻辑控制图Fig.3LogicchartofIGBTon-offcontrolusPLLsinu*sU*s图4目标电压算法Fig.4Targetvoltag