基于SVG的風(fēng)電場(chǎng)接入局域電網(wǎng)的電壓穩定性分析
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2 SVG的模型和控制
2. 1 SVG的數學(xué)模型
圖2所示是SVG接入系統的單相等效電路圖。圖2中，系統用戴維南等效電路表示，R、L分別為連接電抗器的等效電阻和電感，C為直流電容，RL+jXL為負載的等效阻抗，公共連接點(diǎn)電壓用UPCC表示，其瞬時(shí)值為u。STATCOM逆變器輸出電壓用e表示，i為STATCOM逆變器輸出電流，iL為負載電流。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177371.htm
式中，ed、eq為同步旋轉坐標系中STATCOM逆變器輸出電壓的d、q分量，id、iq為逆變器輸出電流的d、q分量。派克變換矩陣為：
式中，ω為電網(wǎng)電壓角頻率。
方程(9)表明id和iq有很強的耦合性。為了使變量線(xiàn)性化，id和iq必須解耦，所以ud和uq可表示為：
由于id和iq能夠被ufd和ufq獨立控制，STATCOM輸出的有功和尢功功率也能夠被獨立控制。
2．2 SVG的控制策略
圖3給出了引入同步坐標變換后的電流控制策略。這種控制方法中，由于其參考值idref、iqref和反饋值id、iq在同步坐標系下穩態(tài)時(shí)均為直流信號，因此通過(guò)PI調節器可以實(shí)現無(wú)靜差的電流跟蹤控制。另外，由于在動(dòng)態(tài)補償時(shí)，補償電流的時(shí)變性和系統存在各種損耗的影響，直流側電容電壓將會(huì )產(chǎn)生一定的波動(dòng)而使系統無(wú)法正常工作。因此，必須使裝置與電網(wǎng)進(jìn)行有功交換，控制直流側電容電壓在其正常范圍之內。圖3中所示的直接電流控制方法中還采用了直流側電容電壓的閉環(huán)控制，即將直流側電壓UDC與參考值UDCref比較后經(jīng)PI調節器形成有功電流指令信號。接入點(diǎn)電壓的參考信號UPCCref與采樣值UPCC的差值經(jīng)過(guò)一個(gè)PI調節器可構成交流電壓的外環(huán)，用于穩定接入點(diǎn)電壓。
2．3 SVG的安裝地點(diǎn)
由于，在SVG所連接的母線(xiàn)處，系統能夠提供有效的電壓支持，因此，SVG被放置在離負載母線(xiàn)盡可能近的位置有許多有利因素。第一是無(wú)功功率支持的安裝地點(diǎn)應當離需要被支持的點(diǎn)盡可能地近。第二，在研究測試系統中，在負載母線(xiàn)處安裝SVG更加適合，電壓變化的效果在這點(diǎn)處最大。
3 測試系統和仿真結果
3. 1 測試系統
使用的測試系統是一個(gè)單線(xiàn)圖，如圖4所示。配電網(wǎng)由一個(gè)電壓等級為110 kV、50Hz的電網(wǎng)構成。基于雙饋感應發(fā)電機的風(fēng)電場(chǎng)，它由六臺雙饋機組成，容量為1．5MW(總共9MW)，每一臺雙饋機部帶有保護系統，用來(lái)監測電壓、電流、機械速度以及直流電壓。風(fēng)速為8m／s。研究的目的是強迫雙饋感應發(fā)電機和SVG響應所發(fā)生的故障。SVG提供10 MVA的無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補償在公共連接點(diǎn)處。
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