DSP的低壓終端無功補償裝置的研究

2014-01-13 10:05 來源:電源網(wǎng) 作者:娣霧兒

1.引言

現(xiàn)代電網(wǎng)中,電動機等感性負(fù)荷占據(jù)很大比重,它們在做工時需要吸收大量的無功功率,實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,帶動設(shè)備做功。這樣,電源提供的電功率并不完全供給給有功功率,還要一部分轉(zhuǎn)換為無功功率,這無疑增加了電網(wǎng)電源的負(fù)擔(dān),降低了供電設(shè)備的效率,而且由于線路中無功電流的存在將增大網(wǎng)絡(luò)損耗,降低輸電線的使用壽命,嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。為了解決這一問題,我們設(shè)計了低壓終端無功補償裝置,在電路中需要消耗無功功率的地方提供無功功率,即對無功功率進行補償。

2.無功補償技術(shù)的有關(guān)理論分析

2.1 TSC型無功補償裝置的工作原理

圖2-1給出了TSC型無功補償裝置的系統(tǒng)模型,其中2個反并聯(lián)晶閘管作為補償電容器的投切開關(guān)。首先,交流電源US經(jīng)變壓器PT和線路電抗XL后對負(fù)載供電,負(fù)載端電壓為U2,負(fù)載電流為I,IP和IQ分別成為正弦電路中的電流有功分量和無功分量。在負(fù)載處經(jīng)晶閘管開關(guān)T接入一個補償電容器C,電容抗為XC若選取C的大小使IC等于負(fù)載感性電流IQ,即:

DSP1

同時,IC為容性電流,超前電壓U290°,-IC即為感性電流,滯后U290°,與負(fù)載感性電流IQ同相,這樣,按上式選擇電容C,負(fù)載的感性電流IQ的大小和幅值都等于電容器向電網(wǎng)輸出的感性電流-IC,電容器C輸出的無功功率抵消掉了負(fù)載消耗的無功功率,因此,整個電路中只有有功電流在流動,沒有無功電流的損耗,負(fù)載的功率因數(shù)接近于1,這樣就提高了電能的利用率,降低了電能在輸送過程中造成的浪費。

DSP2

2.2 無功補償控制方式的研究

傳統(tǒng)的無功補償裝置依靠單一的物理量作為參考量,難以實現(xiàn)精確的控制,本設(shè)計中,為了滿足控制的需要,做到精準(zhǔn)無誤的控制,我們選擇性能較好的兩種控制方式相結(jié)合,即以無功功率為主要判據(jù)、電壓為輔助判據(jù)的電壓無功復(fù)合控制方式,利用無功功率校正控制避免投切震蕩、以電網(wǎng)電壓的限定值作為電容投切的約束條件,從而實電容器組的智能綜合投切,在保證電壓在合格的范圍內(nèi)實現(xiàn)無功平衡,既減少了網(wǎng)絡(luò)損耗,又考慮到了電壓質(zhì)量。

圖2-2為控制投切區(qū)域圖,分為11個區(qū)域來進行控制。Q是系統(tǒng)的實際無功功率,U是實際電壓值,控制策略中設(shè)置了兩級電壓門限和一級無功門限,分別是:電壓上限U上限和下限U下限;電壓上極限U上極限和下極限U下極限;無功上限Q上限和下限Q下限,當(dāng)電網(wǎng)電壓越上、下極限時,此時不考慮無功功率,投切電容器來改變電壓值,使其回到上、下限之間,只有當(dāng)電網(wǎng)電壓在合格范圍內(nèi)才根據(jù)無功值來投切電容器,調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)無功。

DSP3

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DSP 無功補償

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