勵小峰

摘 要：隨著社會的發(fā)展，用戶不僅要求供電的連續(xù)可靠性，同時對供電質(zhì)量提出了更高的要求，但是由于受到各種因素的影響，導(dǎo)致電網(wǎng)質(zhì)量明顯降低。靜止無功發(fā)生器是電網(wǎng)無功補償裝置的一種。通過檢測電網(wǎng)中的電流狀況，并且反饋控制驅(qū)動電路來提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。為此，在對靜止無功發(fā)生器的控制原理進(jìn)行簡單概述的基礎(chǔ)上，對靜止無功發(fā)生器的控制策略進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：無功補償；靜止無功發(fā)生器；SVG；控制策略

中圖分類號：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3198（2015）14-0213-02

1 引言

靜止無功發(fā)生器（SVG）的控制系統(tǒng)包括檢測、控制和驅(qū)動等多個環(huán)節(jié)，在一個典型的SVG控制系統(tǒng)中，其具體的工作流程如下：首先，SVG的檢測模塊將SVG輸出的電流電壓和電網(wǎng)電流電壓輸送到檢測運算電路，并基于給定的算法計算出控制量，并將控制量傳輸給控制器；然后，控制模塊按照給定的控制算法，對控制量進(jìn)行處理，最終將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為驅(qū)動信號輸送到驅(qū)動電路；最后，驅(qū)動電路將驅(qū)動信號放大之后，控制變流器的導(dǎo)通或者截止，至此完成了SVG控制。

從如上的SVG控制流程可以看出，可以控制SVG對電網(wǎng)的補償效果，通過對控制SVG的內(nèi)部參數(shù)，從而改變所補償?shù)臒o功電流值，最終實現(xiàn)SVG的控制。

2 SVG控制原理

改變控制角，可以實現(xiàn)無功收發(fā)調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)SVG裝置的控制。通過改變控制角的SVG控制方法也被稱之為單控制原理，為了保障精度，通常在這種SVG控制方法中，會引入電流負(fù)反饋之后，在通過比例積分環(huán)節(jié)來調(diào)節(jié)SVG的控制精度。

在吸收滯后電流中，變流器交流側(cè)電壓U·SVG，電網(wǎng)電壓U·S，以及連接電抗壓降U·L間構(gòu)成了一個三角形關(guān)系，根據(jù)三角形正弦定理，得到：

根據(jù)公式（1），可以推導(dǎo)出在穩(wěn)態(tài)下，SVG從電網(wǎng)中所吸收的無功功率有效值表示如公式（2）所示，從電網(wǎng)中所吸收的有功電流有效值表示如公式（3）所示。

如圖1所示，IQ與δ的關(guān)系近似于直線，因此可以通過調(diào)整δ的大小，來實現(xiàn)對電網(wǎng)吸收無功功率IQ的調(diào)整。

同時，根據(jù)公式（1）可以得到SVG交流側(cè)的輸出電壓設(shè)計如式（4）所示。

U·SVG=U·Scos（δ+）cos

（4）

從式（4）可以看出，在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，補償系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的無功功率計算如式（5）所示，補償系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的有功功率計算如式（6）所示。

3 SVG控制方法研究

3.1 單δ控制

單δ控制是指在SVG控制過程中，僅對δ進(jìn)行控制，來實現(xiàn)對SVG的控制，其中變流器的導(dǎo)通角θ的計算如公式（7）所示。

3.2 δ與θ配合控制

由于單δ控制采用了普通的PI進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要將參數(shù)進(jìn)行處理之后才能被用于控制，導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，因此單δ控制具有一定的局限性。在如圖4所示的基于δ與θ配合控制的逆系統(tǒng)中的單比例積分控制方法就是對這一缺陷所進(jìn)行的優(yōu)化，因此逆系統(tǒng)單比例積分控制方法的性能更好。

其中，Iq表示參考無功電流，ud表示SVG直流側(cè)參考電壓，Id表示SVG直流側(cè)參考電流，UdSVG表示有功指令電壓，UqSVG表示無功指令電壓，idSVG表示基于SVG直流側(cè)電壓變化所導(dǎo)致的有功電流，US表示電網(wǎng)電壓，udSVG表示SVG輸出反饋電壓，iqSVG表示SVG輸出反饋電流。

以吸收感性無功功率為例，負(fù)荷側(cè)電壓U·L，SVG輸出電壓U·SVG，系統(tǒng)電源側(cè)電壓US，之間的關(guān)系如下所示：

4 結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展，各種精密設(shè)備的廣泛使用，要求電網(wǎng)供電可靠、波形良好、電壓頻率穩(wěn)定，無功補償是保障電網(wǎng)高效運行、提高電能質(zhì)量的主要手段之一，在確保供電和用電設(shè)備安全可靠、減小設(shè)備容量、降低電路損耗、提高功率因素等方面都有非常明顯的效果。SVG是一種基于大功率電力電子器件的最新型無功補償裝置。因此，本文主要以SVG為例，對無功功率補償控制策略進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

[1]高晶晶，趙玉林.電網(wǎng)無功補償技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，35（5）：639-664.

[2]栗時平，劉桂英.靜止無功功率補償技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2011.

[3]孫志勇，唐杰，尹進(jìn)田等.有源電力濾波器三角波比較方式SPWM控制技術(shù)研究[J].邵陽學(xué)院學(xué)報，2010，3（7）：7-11.

[4]劉磊，王仲初，胡楊，等.三相電壓型SVG的直接電流控制方法及仿真[J].遼寧科技大學(xué)學(xué)報，2010，33（05）：24-27.

[5]王晶晶，徐國卿.基于DSP高速信號處理器的空間電壓矢量PWM技術(shù)的研究與實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2012，14（16）：16-19.