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低电压配电系统中SVG的实现

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低电压配电系统中SVG的实现

低电压配电系统中SVG 的实现

SVG 也称为ASVC (高级静止无功补偿器),它是从并联电容器、同步调相机、SVC 等不断发展出来的新的无功补偿技术,它通过对控制算法的改进,并采用了高频电力电子开关器件和特殊的电力电子电路结构,可以实时、精确地补偿无功功率。在电力电子器件容量和耐压等参数的不断提高的配电系统环境中,它具有相当大的适用性。

1 SVG 的作用与工作原理

交流电在通过实际负载时,由于其不可能是纯容性或纯感性的原因,使得有相当部分电能不做功而被消耗,成为无功功率,因此需要对输电线路中的电功进行补偿,这便是SVG (静止无功发生器)需要完成的任务。采用合理方式对用电设备进行无功功率的补偿有以下效果:向电力系统提供或从系统中吸收无功功率,稳定受电端及电网的电压;改善输电系统的稳定性,提高输电能力;提高发电机的有功输出能力;降低各种设备发热,提高设备利用率等。SVG 是应无功补偿快速、准确和减少谐波的要求,采用变流器结构和新型电力电子器件、智能控制芯片实现的高性能无功补偿系统。它的基本原理就是“将自换相桥式变流电路通过电抗或直接并联到电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值,或者直接控制其交流侧电流,就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功功率,实现动态无功补偿的目的。”

2低电压配电系统中SVG 的实现

一个基本的SVG 应该包括以下几部分:变流电路、信号检测电路、驱动电路、储能电容、连接电抗及数字信号处理器等,各个部分需要考虑的参数根据其功能的不同而不同。

2.1各功率器件的选择

主要有以下三种:(一)直流侧电容。其目的是用于储能和提供稳定电压,避免因为谐波造成的电压脉动和能量消耗造成的电压下降。三相整流输出直流电压平均值为513V ,加上滤波电容后,最大电压可达到交流线电压的峰值,即537V 。直流侧电容一般越大越好,但是考虑到成本、电压脉动、脉冲电流等因素,以及lKV ·A 的负载功率对应lkuf 的电容,低电压系统中可以选用4个2200kuF /450V 的电解电容,两辆并联之后进行串联,使得等效滤波电容值为2200pF ,总耐压值为900V 。(二)交流侧连接电感的选择,它对SVG 的性能有很大影响,其L值必须适中,如太大,跟踪电流变化缓慢,会导致跟踪电流和参考电流之间误差较大,如太小,当参考电流变化较缓时,补偿电流的变化量可能比参考电流的变化量大得多,形成毛刺。一般根据以下公式确定电感:

)()(t Ri dt

t di L h h +=)()(t u t u s dc -,公式中)(t u dc 为直流母线电压值,)(t u s 为负载侧的交流电压峰值,

dt t di h )(为参考电流变化率。式中,max L =)/)(/())()((dt t di t u t u h s dc -。低电压系统中取)(t u s 为537V ,)(t u dc 为900V ,dt t di h /)(为20kA/s ,可得max L =18.15mH 。该参数是一个参考值,需要在实践中根据跟踪效果、电流纹波等参数不断调试进行确定。(三)集成功率模块的选择。SVG 系统主电路结构为三相逆变电路,选择的主要参考因素为定电压、电流,开关频率等。考虑到低电压系统下输入交流电压、器件额定电压、直流母线电压的关系,以及电流的设计裕量。可以选择选用三菱公司生产的PS22056型双列直插式智能

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