一种三电平静止无功发生器滞环SVPWM电流控制方法研究

发布时间：2019-07-18 10:40

【摘要】：针对三电平静止无功发生器(static var generator,SVG)提出了一种滞环空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)电流控制方法。该方法以相间电流为控制目标,得到了新的解耦方式。在相应的相间指令电压区域,根据直流侧中点电压与相电流的关系,先固定其中一相开关状态,再对其他两相开关状态进行独立控制,从而控制住两个相应的相间电流误差,最终使第三个相间电流误差也得到控制。该方法降低了系统的开关频率,减少了开关损耗,实现了直流侧中点电压控制,并且具有电流响应速度快的优点。实验证明了其具有良好的动、静态特性。
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图片说明：第22期李毅等：一种三电平静止无功发生器滞环SVPWM电流控制方法研究6705FPGA共同实现，DSP选择TI公司的TMS320F28335，主要实现采样、滞环控制算法等，FPGA选择Altera公司CycloneII系列的EP2C35F484C8，主要用于产生脉冲信号。实验平台如图8所示，实验参数如表3所示。滞环宽度约为系统输出指令电流峰值的2%。由于系统采样频率为10kHz，故开关管最高频率为10kHz，滞环宽度越大，开关频率越低，输出电流精度越低，电流品质下降；反之，开关频率越高，输出电流精度越高，电流品质越高。图8实验平台Fig.8Exprimentplatform表3实验系统参数Tab.3Experimentparameters系统参数数值电网相电压峰值/V50电网电压频率/Hz50连接电感值/mH0.6连接电感等效电阻值/0.5直流侧电容值/mF4.82直流侧电容指令电压/V502输出指令电流峰值/A10采样频率/kHz10滞环环宽0.2图9为A相电网电压和三相补偿的无功电流波形，A相电网电压与A相补偿电流差相位上差90，补偿电流符合指令大小，正弦化良好。图9输出电流波形Fig.9Outputcurrentwaveform图10为指令电流由平衡突变为不平衡时逆变器三相电流输出波形，其中A相指令电流从10A突变到20A，B、C两相从10A突变到15A。图11为不平衡输出电流突变为平衡电流时输出波形，其中A相指令电流从20A突变到10A，B、C两相从15A突变到10A。由图10、11可以看出，采用该方法控制的逆变器能够快速对突变的指令电流进行跟踪输出，精度高、响应快。图12为相间误差电流Δiab、Δibc、Δica输出波形，可以看出，误差电流较好的控制在一定范围内。图10平衡指令突变为不平衡指令时的实验波形Fig.10WaveformofA,B,Cphasecurrentthatinverteroutputwhenbalancedinstructioncurrentchangeintounbal
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图片说明：参数如表3所示。滞环宽度约为系统输出指令电流峰值的2%。由于系统采样频率为10kHz，故开关管最高频率为10kHz，滞环宽度越大，开关频率越低，输出电流精度越低，电流品质下降；反之，开关频率越高，输出电流精度越高，电流品质越高。图8实验平台Fig.8Exprimentplatform表3实验系统参数Tab.3Experimentparameters系统参数数值电网相电压峰值/V50电网电压频率/Hz50连接电感值/mH0.6连接电感等效电阻值/0.5直流侧电容值/mF4.82直流侧电容指令电压/V502输出指令电流峰值/A10采样频率/kHz10滞环环宽0.2图9为A相电网电压和三相补偿的无功电流波形，A相电网电压与A相补偿电流差相位上差90，补偿电流符合指令大小，正弦化良好。图9输出电流波形Fig.9Outputcurrentwaveform图10为指令电流由平衡突变为不平衡时逆变器三相电流输出波形，其中A相指令电流从10A突变到20A，B、C两相从10A突变到15A。图11为不平衡输出电流突变为平衡电流时输出波形，其中A相指令电流从20A突变到10A，B、C两相从15A突变到10A。由图10、11可以看出，采用该方法控制的逆变器能够快速对突变的指令电流进行跟踪输出，精度高、响应快。图12为相间误差电流Δiab、Δibc、Δica输出波形，可以看出，，误差电流较好的控制在一定范围内。图10平衡指令突变为不平衡指令时的实验波形Fig.10WaveformofA,B,Cphasecurrentthatinverteroutputwhenbalancedinstructioncurrentchangeintounbalanced图11不平衡指令突变为平衡指令时的实验波形Fig.11WaveformofA,B,Cphasecurrentthatinverteroutputwhenunbalancedinstructionscurrentchangeintobalanced图12iab、ibc、ica相间电流误差波形Fig.12Waveformofalternatingcurrenter
【作者单位】：电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学);
【基金】：国家自然科学基金项目(51777158) 基本科研业务费综合交叉类项目(1191329727) 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室开放基金(SKLLDJ022016004)~~
【分类号】：TM761.12

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