使用abc/dq变换,三相系统能减少为同步旋转坐标下的两相系统。这消除了线路交流分量。稳态平衡条件下,包括对称的3相故障时,电压是直流的。两步abc/dq变换定义为:
这里
参考电压为
这里标
是参考线电压ab的初始相角。
是同步旋转坐标dq和静止坐
的初始相角差值。这两种方法已成功地实现了。它们的动态响应是相
似的。图6为dq方法仿真结果说明图,响应时间在2ms之内。
5.实现问题和仿真结果
基于前馈技术的补偿器控制,测量电源电压并计算适当的补偿电压。用DSP
实现平衡稳压算法。
图6. dq方法的仿真结果a相和b相电压跌落50% (a)补偿后的线电压 (b)dq坐标下的变换电压
(c)a,b,c相的逆变电压
在abc坐标和dq坐标下都能实现这个算法。它包括:(i)测量故障系统的线电压幅值(ii)生成参考电压(iii)计算需要的注入电压。 二极管整流器从系统电源的母线电压获得反馈,在电压跌落期间,直流母线电压下降,逆变器的电压增益减小。这又反过来导致稳压器在前馈机制的补偿能力下降,因为调制机制不会重新调整以把电压下降计入考虑范围。为了克服直流母线波动的影响,直流母线引入前馈回路来修正调制机制,因此提高补偿能力和响应。
实验结果中是由提升率为50%的5 kVA的逆变器提供。
连接的变压器给星接的三相平衡的感性负载供电。
不平衡因数定义为负序分量和正序分量的比值,本例中不平衡因数为15%。复制因数定义为正序分量和正常系统电压的比值,这里取87%。 图7所示的实验结果表明,补偿后的负载电压是平衡的,设计的滤波器有效减少了高次谐波在2ms之内。
dq坐标下进行相同的实验得到可比较性结果。例如,图8中给出的补偿器能够维持三相对称系统局部故障的额定电压。
。瞬时相应很快,
图7 A相和B相一次侧各自突然出现-25%和17%的电压不平衡
跌落时的补偿器响应
(a)电源相电压 (b)负载相电压
图8 dq方法下的实验结果 ,局部三相接地故障,三相均下降50%,
补偿后的负载线电压
6.结论
本文提出了故障条件下,用串联补偿器给负载供电相关的性能问题的设计。提出的方案是能够补偿电源电压不平衡和在持续故障下的负载电压调节,并在持续性故障下,短时间内恢复所需的电压。它的动态响应很快。
结果表明,补偿器可以给单相接地故障(90%的常见故障)的负载供电,它能补偿到负载电压的50%。结果也表明它的瞬时响应很快(低于2ms)。