基于直流調速模型的電壓凹陷影響

馬汝成++唐盛平

摘 要 本文運用MATLAB的Simulink對電壓凹陷的相關參數進行模擬測試，模擬測試結果顯示，凹陷深度帶來的影響與選用系統相關，而在相同系統下，較大凹陷深度擾動性小。

【關鍵詞】直流調速系統 電壓 凹陷 影響

1 概述

最近以來，在電力設備中，電壓凹陷的影響越來越突出，對于電壓凹陷的跟蹤以及如何更好的消除其帶來的影響，成為新的研究方向。因此，電壓凹陷參數的關聯性分析，引發了研究者的重視。

凹陷對直流調速模型的影響是本文研究的重點。本文依據控制系統的傳遞函數進行直流調速系統模型的建立，分析討論了該模型的運行結果特征。

2 直流調速模型的確立

考慮到凹陷參數可能帶來的影響，本論文對直流調速模型常用形態進行了特性分析，最終選用OPEN LOOP、DOUBLE LOOP來建立傳遞函數。

3 凹陷結果分析

本文選用凹陷深度和凹陷持續時間兩個特征量來對電壓凹陷進行描述，接下來將對OPEN LOOP、OPEN LOOP系統的電壓凹陷特征值的特性進行Simulink仿真測試，并對相關的數據進行評估。

3.1 正常電壓下的運行特性分析

開環、雙閉環系統在正常電網電壓下的啟動與運行情況如圖1所示，圖1中橫坐標為時間（s），實線為轉矩（N·m），虛線為轉速（rad/s）。

對照（a）open loop system，（b）double loop system， 我們可清晰的看到，（b）double loop system的啟動特性得到了大幅改善，啟動時間提前了4秒，實現了系統的快速啟動。

3.2 不同凹陷深度的運行結果

下面我們針對固定的電壓凹陷持續時間，不同的凹陷深度帶來的影響進行模擬測試。系統依然選用open loop system和double loop system，系統運行后的圖形結果如下圖2所示。

圖2（1）、圖2（2）顯示為凹陷深度相同，但系統不同時的運行結果。由圖2（1），我們可清楚的看到，在凹陷的影響下，open loop的虛線轉速、實線轉矩都表現為一定程度的下降，7.5秒時，電壓凹陷結束，實線轉矩短時間內迅速上升，虛線轉速慢慢恢復到電壓凹陷前的狀態。由圖2（2）可見，double loop的實線轉矩在電壓凹陷的開始和結束時波動教劇烈外，其他情況均表現正常，double loop實線轉矩的波動較小。對照圖2（1）、2（2）可知，凹陷相同的情形下，double loop的運行特性要好于open loop的運行特性。

圖2（2）、圖2（3）顯示為凹陷深度不同，但系統相同下的運行結果。兩圖對比來看，在運行系統相同的情況下，深度0.6的波動性要明顯要高于凹陷深度0.8的波動性。這與前面建立的傳遞函數的擾動模型響應輸出一致。

通過對上面2個仿真測試結果可看出：在電壓凹陷的影響下，直流調速系統均出現了轉速、轉矩的回落，對系統的平穩運行帶來了影響。同時，在電壓凹陷的影響下，系統運行特性也變現出一定的擾動行。

4 結論

本文的仿真結果表明，凹陷深度、持續時間對于直流調速系統均產生了一定的影響。對于open loop可帶來的影響表現為：很小的凹陷可造成open loop實線轉速和虛線轉矩大幅下降，凹陷結束時，實線轉速的恢復時間較長；對于較大的凹陷，double loop的實線轉速和虛線轉矩也會下降，但double loop的穩定性明顯優于open loop；另外，對于double loop而言，凹陷深度越大，其擾動性較小。對于凹陷影響的深度研究，這也將成為后續研究的一個熱點。

參考文獻

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作者單位

廣東科技學院計算機系 廣東省東莞市 523083endprint