配電網(wǎng)靜止同步補償器直接功率控制
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
3 DSTATCOM DPC策略
目前，DPC有基于電壓定向控制和基于虛擬磁鏈定向控制兩種方法。兩者都是通過(guò)已設置好的開(kāi)關(guān)表來(lái)選擇功率器件開(kāi)關(guān)狀態(tài)，區別在于定向信號的不同?；陂_(kāi)關(guān)表進(jìn)行控制的DPC，以PWM整流器為研究對象，主要是進(jìn)行直流側電壓穩定控制，以控制有功為主(其無(wú)功給定為零，以實(shí)現單位功率因數)。因此，其開(kāi)關(guān)表設置不適合于作為無(wú)功補償的STATCOM使用?？紤]到開(kāi)關(guān)頻率變化不利于系統設計，在此采用基于電壓定向控制的DPC-SVM方法。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/175857.htm
由于采用基于電網(wǎng)電壓矢量進(jìn)行定向控制，定義d，q旋轉坐標系的d軸與電網(wǎng)電壓三相系統的合成電壓矢量方向一致，由坐標變換得電壓矢量和電流矢量示意圖如圖4所示。
由圖4的幾何關(guān)系，可得：
直流側電壓控制采用容性感性補償控制，其設定值由式(7)確定：
式中：Usp為電網(wǎng)相電壓峰值；Q為DSTATCOM要補償的無(wú)功容量的大??；X為連接電抗阻值；Udch為補償容性無(wú)功時(shí)直流側電壓給定值；Udcl為補償感性無(wú)功時(shí)直流側電壓給定值。
4 仿真及實(shí)驗結果
4．1 數字仿真
為驗證所提出的DSTATCOM DPC方法，首先在Matlab／Simulink平臺下進(jìn)行計算機數字仿真。仿真參數：電網(wǎng)相電壓100 V(最大值)，電抗為1．3 mH，補償無(wú)功±5 kvar，開(kāi)關(guān)頻率設置為10 kHz，死區時(shí)間為零。圖5a為電流ia滯后電壓ua的仿真結果，圖5b為ia超前ua的仿真結果?？梢?jiàn)，所提方法可實(shí)現感性和容性無(wú)功的靈活控制。
4．2 實(shí)驗結果
采用IPM PM300DVA120，設計了±50 kvar的DSTATCOM實(shí)驗樣機來(lái)測試所提出的算法?？刂破鞑捎酶咝阅躎MS320F2812型DSP，DSTATCOM主要參數：系統容量為±=50kvar；電網(wǎng)相電壓為100V；電網(wǎng)頻率為50 Hz；輸入電抗為(0．15+j0．41)Ω，1．3 mH；直流側電容為5 mF／900 V；PWM開(kāi)關(guān)頻率為10 kHz；信號采樣頻率為10 kHz。
根據PM300DVA120的器件特性，設定死區時(shí)間為4μs。為便于工程接線(xiàn)，系統直接對線(xiàn)電壓進(jìn)行采樣。圖6為輸出±5 kvar無(wú)功時(shí)的實(shí)驗結果?？梢?jiàn)，基于DPC方法可實(shí)現電流超前電壓或滯后電壓，從而控制容性或感性無(wú)功的產(chǎn)生，對負載進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)功補償。
圖7示出輸出無(wú)功功率為0和±5 kvar時(shí)進(jìn)行突變的實(shí)驗結果。由圖可見(jiàn)，系統輸出的無(wú)功功率動(dòng)態(tài)響應僅為數毫秒，無(wú)明顯振蕩調整過(guò)
程，反映出DPC方法對DSTATCOM系統具有良好的動(dòng)態(tài)響應性能。
5 結論
在此提出一種適用于配電網(wǎng)靜止同步補償器的直接功率控制策略，直流側電壓控制采取容性感性無(wú)功分別設置，采用空間矢量調制方法實(shí)現定頻控制，以解決開(kāi)關(guān)頻率變化問(wèn)題。所提出的控制方法簡(jiǎn)化了結構，便于用處理器實(shí)現。仿真和實(shí)驗結果表明該方法的有效性。
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