10kV静止无功发生器_SVG_的仿真实验研究(4)

2020-12-22 08:53

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IN=

通态电流峰值为:东北电力大学学报第31卷5Mvar=223.2A,i(7)

Iimax=N=315.688A,(8)

下面针对直流侧电容C,连接电抗器电感L两个主要参数的选取进行进一步的分析:

3.1连接电抗器的参数确定

连接电抗器是SVG输出无功电流所必须的元件。由于逆变器所使用的高频开关器件会产生高次谐波电流,连接电抗器不仅可以限制谐波电流,同时还可以抵抗由系统电压不平衡所产生的负序电流和三次谐波电流。因此,如果电抗器的取值偏小,虽然可以提高动态响应速度,但同时会大大增加电源电流中高次谐波的含量和电流谐波的畸变率,不利于控制电网的谐波污染,也会造成系统振荡、工作不稳定;而电抗器取值过大,则会降低电流动态响应速度,并且还需要一并提高直流侧的电容电压,以达到相同的补偿能力,降低了装置可靠性并提高了造价。

理论上求取电感可以使用求解微分方程的方式。但在工程上,常采用经验公式来求取,同时考虑SVG补偿谐波成分,设补偿到15次谐波,因此有:

4Udc4×23400L?(9)?≈6.99mH,9ωImax9×2π×50×315.688

综上,选择7mh的电抗器。

3.2直流侧电容器的参数确定

由于直流侧电容主要起到支撑直流侧电压的作用,因此,理论上其容量可以取得很小,这也是SVG装置相对于传统补偿装置的一个特点。

虽然直流侧电容的选范围很宽,但取得过大会提高SVG造价。而且,直流侧电容的值过大会降低SVG抗负序的能力,在暂态过程中容易过流。实际应用中为了确保能吸收直流侧谐波以及增强SVG抵抗负序电压及三次谐波过电流的能力,直流侧电容应取一适中值。

直流侧电容的作用是为逆变器提供稳定的直流电压源,因此,可以利用有功功率平衡来推导其取值,但由于推导形式是非线性时变的,用解析法难以求解,所以,一般常采取经验推导来计算取值。常用

[7]的是以下三种计算取值的方法:

(1)将电容无功容量Qc取得与SVG额定的无功功率QN相近之值,即:KC=QC/QN=ωCudc/QN≈1.0,udc为SVG零无功时的直流电容电压;其中,ω为角频率,

(2)直流电容的惯性时间常数:τc=Cu2

dc/2QN;τc为电容时间常数;

(3)通过确定补偿容量与直流侧电压波动范围,得到估算电容的经验公式:

0.2·INC=,(10)ω·udc·k

0.2为补偿能量系数;ω为电源频率;udc为直流电容电压;k为直流电压波动系数,一般取式中,

0.5%-1%。

udc=23400,k取0.6%。本文采用式(10)计算:IN=223.2254,ω=2πf=314,经过计算得

C≈1017uF,取电容量为1100F

4仿真结果与分析

图5中的曲线分别为直流侧电容电压和参考电

压,可以看出,直流侧电容电压在经过很短的一段时

间的过度后,即可跟踪参考电容电压,且跟踪效果良

好,证明其具有较好的跟踪能力。

图6是负载侧的电压和电流波形图,可以明显发图5直流侧电容电压波形图


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