三相抗干扰性不平衡电子负载模拟装置.pdf

第3l卷第5期 电力自动化设备 V01．31No．5 2011年5月 E1“啊cPowerAummati。n 2011 Equipment MaY 囝 三相抗干扰性不平衡电子负载模拟装置 田铭兴．刘 芳 (兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州730070) 摘要：设计了一种三相不平衡电子负载模拟装置。该装置采用AC／DC／AC双PWM变流器为主电路结 构，通过有功功率和无功功率的解耦控制来模拟三相不平衡电子负载特性，同时能实现能量的双向流动。提 出以三相电路瞬时无功功率理论为基础的单相电路谐波和无功电流实时检测方法来推导指令电流．使指令 电流不受电网电压初始相位的影响，从而提高装置的抗干扰性。通过Matlab仿真来验证该装置设计方案的 可行性和合理性，仿真波形说明该电子负载模拟装置能够消除电网扰动所带来的干扰．具有较强的抗干扰 作用。 关键词：不平衡电子负载： 双PWM变流器；指令电流；能量回馈 中图分类号：TM461 文献标识码：A 负载模拟装置．该装置抗干扰性强．可以模拟三相不 0引言 平衡电子负载特性。同时能实现能量的双向流动。 为准确检验电气性能并降低能源消耗．大多数 1主电路的拓扑结构 交流电能装置(交流稳压电源、交流UPS、交流电机 驱动器等)在出厂时采用电力电子器件构成的交流电 PWM变流器能够实现网侧电流为正弦波、网侧 子负载模拟装置进行带载实验。目前单相交流电子 功率因数可调、电能双向传输和较快的动态控制响 负载模拟装置的研究已较为成熟并开始投入使用[1-训． 应等传统整流器较难实现的功能【11]。因此本文所研 制的电子负载模拟装置的主电路采用2个相同的 而三相电子负载模拟装置的研究仅限于平衡电子负 PWM整流器背靠背并联而成．如图1所示。主电路 载【8-引，对不平衡电子负载的研究还很少。文献[10] 为i相三线制结构。主要分为2个部分：一是电压控 介绍了一种三相不平衡电子负载模拟装置．但该装 制的PWM整流器．将电网电压整流后得到所需的直 置的主电路拓扑为三相四线制。电压利用率低．由于 流电压：二是功率控制的PWM逆变器．将直流电压 指令电流与电网电压初始相位相关．电网的波动会引 逆变得到电网电压．并且输出功率能够跟随给定功率。 起负载的变化。因此该装置的抗干扰性能比较差。 直流中间环节采用电容滤波．逆变输出采用电感滤波。 本文在文献『10]的基础上对主电路拓扑及指令 其中，魄为直流侧电压，U：为直流侧指令电压，P、Q 电流加以改进．给出了详细的控制方案及指令电流 为置相功率，U为相电压有效值，0为初始相位差，P：、 的计算方法，研究了一种三相抗干扰性不平衡电子 Q：分别为三相指令有功功率和无功功率，／t=a，b，c。 —÷ + ，士 。 ^，．．√曙-蚌一咚 ^^U ＼ ／ 一 ＼ 一，