串联型电能质量补偿器的研究

作者：蒋平,赵剑锋, 唐国庆, 蔡桂龙, 李为中,徐浩, 顾枫　来源：不详　时间：2006-4-4

4 实验结果 　　东南大学电气工程系从1998年就开始对串联型电能质量补偿器进行研究。经过理论分析、仿真计算等工作后，在实现了一套容量为3 kVA试验样机的基础上，已初步完成了两台补偿容量为70 kVA的补偿装置，目前已进入了最后调试阶段。该装置控制电路硬件采用数字信号处理器（DSP）为CPU，大大简化了控制电路。主电路逆变器的功率管选取了三菱公司的IGBT功率器件。以下给出3 kVA小容量试验样机的部分实验结果。 3 kVA试验样机参数如下：串联变压器变比为14，滤波电感及电容分别为10 mH和2μF ，逆变器功率管选用日本三菱公司的智能化IGBT模块（IPM），其开关频率选用12．8 kHz 。阻性负载50Ω，负载额定电压为110 V、频率50 Hz，也就是说在电源电压畸变的情况下要将负载侧基波电压幅值补偿到155 V。实验中对电源电压的波动、谐波等干扰进行了分析研究。下面给出部分实验结果。图4(a)、(b)分别为补偿前后A相电压波形。图5(a)、(b)则给出了补偿前、后A相电压的频谱特性。                    图4(a)中将电源电压降低为额定电压的75%左右(额定电压幅值为155 V)。经装置补偿后，负荷电压的基波幅值上升至152 V，如图4(b)所示。这就说明了补偿器能有效地补偿电源电压的下降、上升等波动。图5的频谱特性表明，补偿后负荷电压中各次谐波的幅值较补偿前已有所减小。用傅氏变换对实验波形进行分析，补偿前电压总的谐波畸变率为3．2%，而补偿后总的谐波畸变率已降为2．7%。补偿前后各次谐波含量如表1所示。                       可见各次谐波都有一定程度的降低。需要指出的是，表1中出现了少数谐波值补偿后大于补偿前的情况，这是因为表1中所给为电压的实际值，而补偿前的基波电压低于补偿后的基波电压，若按相对值计算，则各次谐波都能得到抑制。例如，对于11次谐波，补偿前后的谐波电压分别为0．550 V和0．562 V。若按它们的基波电压114．04 V和151．2 V换算成相对值，则补偿前后的11次谐波含量分别为0．48%和0．37%，可见得到了抑制。另外，由于实验条件所限，补偿前电源中的谐波分量很小。考虑到逆变器工作时本身要产生一些谐波，如果电源电压中谐波含量比较大，则装置对谐波的补偿效果将会更好。以上实验结果表明串联型电能质量补偿器对各种电压畸变均有较好的抑制作用，具有实际应用价值。              5 结语 　　随着电力电子和计算机技术的发展，推出了一系列解决电力系统电能质量问题的补偿装置，串联型电能质量补偿器是这些器件中具有代表性的一种。它可以有效地抑制电源电压的下降、升高以及不对称和谐波等畸变的干扰，提供用户高质量的电能，因而是解决配网电能质量的有效手段之一。本文对串联型电能质量补偿器的仿真计算和实验结果都有力地表明了其良好的电能质量补偿功能。随着电力电子器件以及硬件电路的成本不断降低，串联型电能质量补偿器必将在配电网中得到广泛的应用。 参考文献 ［1］Narian GHingorani．Introducing custompower［J］．IEEESpec－trum，1995，32(6)：41－48． ［2］Woodley NH，etal．Experience with an inverter－based dynamicvoltage restorer［J］．IEEE Transaction on Power Delivery，1999，14(3)：1181－1186． ［3］Zhao Jianfeng，Jiang Ping，LiNaihu，TangGuoqing，Den Junx－iong.Study of power quality compensatorsin power system［C］．Proc IEEE PEDS＇1999：1163－1167． ［4］Van DerBroeck H W，Skudeleny H C，StankeG V．Analysisand realization ofpulse width modulator based on voitage spacevector［J］．IEEETranson IA，1988，24(1)：142－150． ［5］CamposA，JoosG，ZiogasP，Lindsay J．Analysisand design of a series compensator forthree－phase unbalanced sources［J］.IEEE Trans Industrial Electronics，1999，39(2)：159－167． ［6］赵剑锋，蒋平，唐国庆（Zhao Jianfeng，Jiang Ping，Tang Guo－qing）．配电系统电能质量补偿器的仿真研究（Simulation StudyofPowerQuality Compensator in Distribution System）［J］．电力电子技术（POWERELECTRONICS），2000，34(3)：43－45． 本新闻共2页,当前在第2页  [首页]    [上一页]    [下一页]    [末页]     选择页数12