含有DSTATCOM装置的农电网电压稳定性研究-《江苏农业科学》(2017年17期).docx

龙源版权所有 含有DSTATCOM装置的农电网电压稳定性研究作者：周碧英 阴国富来源：《江苏农业科学》2017年第17期 摘要：在农业配电网中加装DSTATCOM装置是提高系统电压稳定性的有效方式。在分析DSTATCOM工作原理的基础上，推导了其数学模型，提出了一种利用2个PI控制器分别控制DSTATCOM直流侧电压和公共连接点交流电压的补偿控制策略。在农电网电源电压波动和负载低频波动的典型不正常工况条件下进行了仿真测试。结果表明，所提方法对系统和负载的电压闪变和波动抑制效果明显，有效提高了农业配电网的供电电压质量。 关键词：DSTATCOM；电压稳定性；农电网 中图分类号： S24；TM712文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）17-0226-04 收稿日期：2017-03-07 基金项目：渭南师范学院教改研究项目（编号：JG201631、JG201527）；渭南师范学院科研计划（编号：16YKS013、16YKP007）。 作者简介：周碧英（1978—），女，陕西大荔人，硕士，副教授，主要从事计算机仿真技术。E-mail：biyingzhou@126.com。在现代社会中，电能已经成为农业现代化的基础性能源。农电网主要由农村电力线路和农村变电所组成，相比城市供电具有用户分散、输电距离远和用电负荷密度小的特点，系统运行方式受季节和气候的影响明显，其电压质量较难达到标准[1-2]。随着农业电气化进程的加速，大量农业用电设备的投入运行，用户对电能质量的要求越来越严格。而农电网中电压发生波动的概率很高[3-4]，如线路的分合闸操作、大功率灌溉电动机启动及调速、排涝负荷等特种冲击重载负载投入或退出电网、雷击传输线和线路故障等因素都会引发农电网局部电压发生波动。严重的电压波动会对电压敏感设备造成不良影响，甚至损毁用电设备，造成一些不必要的损失。 提高农电网的安全运行水平和电能质量，除了电网自身结构要合理以外，还必须具有先进的调节控制手段[5-7]。由于传统机械式投切电容器补偿的动作缓慢，且又受到操作频率上限制约，因此对电力系统暂态稳定难以起到有效的控制作用。随着电力电子技术的发展及应用，形成了以变流器为核心的新型控制设备，对电压、线路阻抗和功率角等影响潮流分布的參数均可按系统要求进行快速准确的调节。STATCOM是柔性交流输电系统（flexible AC transmission system，FACTS）中的重要装置之一[8]，具有调节速度快、范围宽、连续性好的优点。在农业配电网中，将中小容量的STATCOM安装在特殊负荷附近，采用合理的控制策略就能有效改善电压质量，对提高功率因数、抑制电压凹陷和闪变波动有着重要作用。 1DSTATCOM工作原理概述 STATCOM主电路一般采用电压型逆变器和直流侧电容构成，在配电网中将中小容量的STATCOM安装在某些特殊负荷附近，可以显著地改变负荷与公用电网连接处的电能质量。这种用于配电网的STATCOM一般被称为DSTATCOM。其主电路及控制方式与PWM整流器类似，只是无功功率不再为0，而是根据指令产生所需无功功率。 图1为DSTATCOM工作原理图，在补偿点设置系统电压和电流测量单元来获取无功功率参量，根据输入值与整定值的比较由控制器发出指令来控制DSTATCOM主电路开关器件的通断。当输入值与整定值存在偏差，则DSTATCOM发出超前或滞后无功电流进行补偿，否则不交换无功功率。DSTATCOM的输出经耦合变压器与脉冲变压器进行阻抗匹配和电气隔离后接入电网。 2三电平DSTATCOM数学模型 采用三电平逆变器结构不仅使系统对功率器件耐压等级的要求有所降低，而且使得逆变器输出波形的谐波含量大为减少，在以静止同···试读结束