基于調制電壓濾波器的電壓穩定性研究

宋 華

[摘要]提出一種低成本電壓穩定方案,利用雙調制開關電源濾器補償方案,采用動態誤差驅動驅動控制器以穩定負荷母線的電壓。使用一種新的PWM開關的動態三環路控制器來穩定電壓及提高電能質量,在三環路動態誤差跟蹤控制器驅動即是基于此控制理論。

[關鍵詞]低成本調制電壓濾波器電壓穩定性

中圖分類號:TM4文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210032-01

一、引言

在提高電網的安全系數、利用電能的效率、避免用電安全事故等領域中,電壓穩定性研究和電能質量的提高是現代電力事業的一項艱巨任務。非線性和機動電器的廣泛使用越來越多地導致電壓負荷斷絕問題。所提及的動態控制器由三循環驅動器和積分控制器組成[1]。動態控制器控制調節開關電壓的穩定性,以及大型非線性和機動負荷,這樣可減少電能在傳輸過程中的損耗;同時,利用動態控制器還可以提高功率系數。本文提出了一種低成本的電壓穩定方案,采用雙調制開關電源濾波器,能夠補償電壓傳輸過程中的損耗,達到穩定電壓和提高電能質量的目的。

二、系統描述

圖1顯示了徑向系統。圖2顯示了雙MOSFET開關三回路動態控制器。它由一個主電壓穩定環路和兩個輔助回路組成,輔助回路用于補償動態電流偏移和控制循環紋波電流。

圖1徑向系統

圖2三回路動態控制器

三、三回路動態控制方案

三回路控制器的動態驗證使用Matlab/Simulink軟件環境。

三循環驅動控制系統包括三個基本控制事件[2]:

1.主發電機總線動態電壓跟蹤主循環。這個循環是跟蹤均方根電壓確保電壓穩定。

2.動態跟蹤循環,確保負載電流的突變能夠得到有效的控制。

3.動態電流紋波回路,此循環用于補償紋波電流的損耗。

四、系統模型參數

該系統選擇的參數如下:

1.3相交流電源:三相25千伏與RL均方根;

2.3相短路基準=2000MVA,X/R=7;

3.基低電壓=25千伏;

4.負載:混合負載;

5.線性負載:30兆瓦,15MVAR;

6.150公里輸電線路。正序參數:R=0.01273ohm/Km,L=0.9337mH/Km,

C=12.74uF/Km。零序參數:R=0.3864ohm/Km,L=4.1264mH/Km,C=7.751uF/

Km;

7.變壓器:升壓變壓器:50MVA三相2纏繞,25/138Kv。

五、動態仿真結果

在統一的交流電壓下,驗證結果如圖3和圖4所示。由圖我們看出,在穩定源電壓下,我們能夠得到穩定的電流,紋波電流和電壓得到了有效的抑制。

圖3源電壓

圖4發送末端電流

六、結論

圖3和圖4說明,由于增加了補償電路,電壓調節能力和電力傳輸能力都得到了很大提高,確保了電壓穩定性和負載總線斷絕情況下的用電安全性。

參考文獻:

[1]周雙喜、朱凌志,電力系統電壓穩定性及其控制[M].北京:中國電力出版社,2004.

[2]王錫凡,現代電力系統分析[M].北京:科學出版社,2003.