带变压器的链式SVG控制策略研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在 此 以 ３５ ｋＶ／１２ Ｍｖａｒ带 变 压 器 的 星 形 链 式 ＳＶＧ 为研 究对 象 ．提 出 了一 种 鲁 棒 性 较 好 的 电压 电流 双 闭环 控 制 策 略 ． 电流 环 采 用 电流 直 接 控 制 的前 馈 解 耦 控 制 策 略 。 电压 环 采 用 直 流 电压 控 制 环 的总 直 流 电压 控 制 环 节 。 直 流 电压 控 制 环 采 用 分 级 控 制 策 略 ，包 括 总直 流 电压 控 制 、相 间直 流 电 压 控 制 和 单 元 直 流 电压 控 制 三 级 『２］．并 给 出 了 理 论 指 导 和 仿 真 验 证 。
用 ｄ，口旋 转 坐 标 系 下 的前 馈 解 耦 控 制 。为解 决 链 式 ＳＶＧ 的 直 流 侧 电压 稳 定 和 不 平 衡 问题 ，提 出直 流 电压 的 分 级
控 制策略 。最后应用 Ｍａｔｌａｂ进行 了系统仿真 和实验 ，验 证 了该控 制策 略具有 良好 的动态 响应和静 态补偿 效果 。
２ 带 变 压 器 的链 式 ＳＶＧ 主 电 路 拓 扑
统 应 用 ｆ３＿。在 此 以实 际应 用 较 多 的 带 变 压 器 的 星 型 链 式 ＳＶＧ 作 为 研 究 对 象 ，其 每 一 相 由 Ⅳ 个 Ｈ 桥 变 流 器 串联 而 成 ．再 通 过 连 接 电感 和 角星 接 变 压 器 接 入 中 高 压 电 网 。单 相 输 出 电 压 电平 数 为 ２Ⅳ＋１。其 主 电路 拓 扑 结构 如 图 １所 示 。
第 ５０卷 第 ２期 ２０１６ 年 ２ 月
电 力 电 子 技 术 Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖｏ１．５０．Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０１６
带 变压 器的 链式 ＳＶＧ控 制 策略研 究
庞 成 成 ．魏 幼 平 （中 国矿 业大 学（北京 ），机 电与信 息工程 学 院 ，北 京 １０００８３）
关 键 词 ：静 止 无 功 发 生 器 ；电 能 质 量 ；变２
文 献标 识 码 ：Ａ
文章 编号 ：１０００—１００Ｘ（２０１６）０２—００３４—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｎ Ｃｈａｉｎ ＳＶＧ ｗｉｔｈ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｒ
ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｍｂａｌａｎｃｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｎ ｃｈａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ＳＶＧ ，ｔｈｅ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇ ｙ ｏｆ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇ ｙ ｔｈａｔ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｖｅｒ ｉｆ ｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． Ｋ ｅｙｗ ｏｒｄｓ：ｓｔａｔｉｃ ｖａｌ＂ｇｅｎｅｒａｔｏｒ； ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ； ｔｒａｎｓｆｏｒ ｍ ｅｒ； ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔ ｒａｔｅｇ ｙ
ＰＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ—ｃｈｅｎｇ，Ｗ ＥＩ Ｙｏｕ—ｐｉｎｇ （Ｃｈｉｎａ ｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｑｕＭｉ￣ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ，ｃｈａｉｎ ＳＶＧ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ＡＣ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ＳＶＧ ｗｉｔｈ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｄ，ｑ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｄｏｐｔｓ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｄｅｒ ｄ ，ｑ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ
ｓｖ ｏ
Ｌｆ骚Ｌｉｎｋｂｌ 鞠 备
哥 匿 ＋鼬哥 ＋
链 式 ＳＶＧ有 两 种 拓 扑 结 构 ：三 角 形 连 接 和 星 形 连 接 。 但 由 于 星 形 连 接 与 三 角 形 连 接 相 比 ，每 相 输 出 电压 低 ，在 成 本 上 更 适 用 于 中 、小 容 量 系
定 稿 日期 ：２０１５—０５—２９ 作 者 简 介 ：庞 成 成 （１９８９一），女 ，山 东 德 州 人 ，硕 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为 检 测 技 术 与 自动 化 装 置 。
摘 要 ： 为 提 高 电 力 系 统 的 安 全 运 行 水 平 和 电 能 质 量 ，链 式 ＳＶＧ 已成 为 交 流 输 电 系 统 中广 泛 应 用 的 无 功 补 偿 设
备 。分析 了带变压器 的链式 ＳＶＧ的拓 扑结构 ，在 ｄ，ｑ旋转 坐标系 下对其控 制策略进 行 了研 究 。电流 控制 策略采
１ 引 言
随 着 太 阳 能 、风 能 等 新 能 源 技 术 的 快 速 发 展 。链 式 ＳＶＧ 因其 具 有 体 积 小 、调 节 速 度 快 、装 置 输 出 电 流 不 受 系 统 电 压 影 响 及 谐 波 含 量 小 等 优 点【”。被 大 量 应 用 到风 电场 和 光 伏 发 电场 等 场 合 。
用 ｄ，口旋 转 坐 标 系 下 的前 馈 解 耦 控 制 。为解 决 链 式 ＳＶＧ 的 直 流 侧 电压 稳 定 和 不 平 衡 问题 ，提 出直 流 电压 的 分 级
控 制策略 。最后应用 Ｍａｔｌａｂ进行 了系统仿真 和实验 ，验 证 了该控 制策 略具有 良好 的动态 响应和静 态补偿 效果 。
２ 带 变 压 器 的链 式 ＳＶＧ 主 电 路 拓 扑
统 应 用 ｆ３＿。在 此 以实 际应 用 较 多 的 带 变 压 器 的 星 型 链 式 ＳＶＧ 作 为 研 究 对 象 ，其 每 一 相 由 Ⅳ 个 Ｈ 桥 变 流 器 串联 而 成 ．再 通 过 连 接 电感 和 角星 接 变 压 器 接 入 中 高 压 电 网 。单 相 输 出 电 压 电平 数 为 ２Ⅳ＋１。其 主 电路 拓 扑 结构 如 图 １所 示 。
第 ５０卷 第 ２期 ２０１６ 年 ２ 月
电 力 电 子 技 术 Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖｏ１．５０．Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０１６
带 变压 器的 链式 ＳＶＧ控 制 策略研 究
庞 成 成 ．魏 幼 平 （中 国矿 业大 学（北京 ），机 电与信 息工程 学 院 ，北 京 １０００８３）
关 键 词 ：静 止 无 功 发 生 器 ；电 能 质 量 ；变２
文 献标 识 码 ：Ａ
文章 编号 ：１０００—１００Ｘ（２０１６）０２—００３４—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｎ Ｃｈａｉｎ ＳＶＧ ｗｉｔｈ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｒ
ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｍｂａｌａｎｃｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｎ ｃｈａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ＳＶＧ ，ｔｈｅ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇ ｙ ｏｆ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇ ｙ ｔｈａｔ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｖｅｒ ｉｆ ｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． Ｋ ｅｙｗ ｏｒｄｓ：ｓｔａｔｉｃ ｖａｌ＂ｇｅｎｅｒａｔｏｒ； ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ； ｔｒａｎｓｆｏｒ ｍ ｅｒ； ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔ ｒａｔｅｇ ｙ
ＰＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ—ｃｈｅｎｇ，Ｗ ＥＩ Ｙｏｕ—ｐｉｎｇ （Ｃｈｉｎａ ｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｑｕＭｉ￣ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ，ｃｈａｉｎ ＳＶＧ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ＡＣ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ＳＶＧ ｗｉｔｈ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｄ，ｑ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｄｏｐｔｓ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｄｅｒ ｄ ，ｑ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ
ｓｖ ｏ
Ｌｆ骚Ｌｉｎｋｂｌ 鞠 备
哥 匿 ＋鼬哥 ＋
链 式 ＳＶＧ有 两 种 拓 扑 结 构 ：三 角 形 连 接 和 星 形 连 接 。 但 由 于 星 形 连 接 与 三 角 形 连 接 相 比 ，每 相 输 出 电压 低 ，在 成 本 上 更 适 用 于 中 、小 容 量 系
定 稿 日期 ：２０１５—０５—２９ 作 者 简 介 ：庞 成 成 （１９８９一），女 ，山 东 德 州 人 ，硕 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为 检 测 技 术 与 自动 化 装 置 。
摘 要 ： 为 提 高 电 力 系 统 的 安 全 运 行 水 平 和 电 能 质 量 ，链 式 ＳＶＧ 已成 为 交 流 输 电 系 统 中广 泛 应 用 的 无 功 补 偿 设
备 。分析 了带变压器 的链式 ＳＶＧ的拓 扑结构 ，在 ｄ，ｑ旋转 坐标系 下对其控 制策略进 行 了研 究 。电流 控制 策略采
１ 引 言
随 着 太 阳 能 、风 能 等 新 能 源 技 术 的 快 速 发 展 。链 式 ＳＶＧ 因其 具 有 体 积 小 、调 节 速 度 快 、装 置 输 出 电 流 不 受 系 统 电 压 影 响 及 谐 波 含 量 小 等 优 点【”。被 大 量 应 用 到风 电场 和 光 伏 发 电场 等 场 合 。