微电网运行-有功功率与无功功率控制解剖.ppt

* §4-4 微型电源在不对称负荷情况的运行和控制 控制电压修正器的输出电压Ucum(t)即为变压器漏磁感抗和电抗器Lt上估计的正序和负序电压降之和，即 谢谢 * * §4-3 无功功率控制 微电网对无功负荷阶跃变化的稳态响应分析： 当微电网中没有电压调节器时，达到新的稳态时母线电压和联络线上功率变化为 如果分布式电源具有电压调节器，当负荷变化时，经过一定的延迟时间后，系统电压将恢复到接近于额定电压。新的稳态电压和联络线上功率偏差为 * §4-3 无功功率控制 当在无功-电压控制器中加入电压调节器后，微电网的无功-电压响应如下图所示。 电压偏移经过一定的延迟后将接近于零。 电压-无功关系将受联络线电抗的影响，这与有功-频率关系不同，有功-频率特性与联络线的电抗无关。 * §4-3 无功功率控制 不同电源的电压-无功特性没有相同的稳态参数，因此要找到两台分布式电源之间的共有的属性很困难，画出两台分布式电源组成的微电网的电压倾斜曲线来表示无功功率分配将没有什么益处。 * §4-4 微型电源在不对称负荷情况的运行和控制 三相配电系统，特别是低压三相配电系统中，负荷通常是不对称的。 微电网中的分布式电源若采用PMW逆变器，则可实现UPS功能并可改善电能质量。 逆变器控制器的动态性能可采用多环控制方法来改善。 不失一般性，逆变器主电路采用如图所示的拓扑结构。 * §4-4 微型电源在不对称负荷情况的运行和控制 逆变器的直流母线可采用恒定电压源模拟，因为采用适当的直流能量存储装置可实现负荷跟踪。 开关器件如IGBT等采用PWM信号驱动，使得逆变器能够输出频率和幅值符合要求的正弦电压。 PWM输出波形中的高频开关频率成分通过二阶低通滤波器滤除。滤波后的电压通过电抗器和变压器送到负载。 变压器二次侧为星形带中线的连接方式，使得逆变器既可带三相负载，也可带单相负载，满足用户的需要。 一、三相不对称物理量的复数表示 三相电压和电流可表示为复数向量。对称的三相物理量为正序向量，可表示为正的单边带傅立叶频谱，相量的运动轨迹为复空间逆时钟旋转的圆。 * §4-4 微型电源在不对称负荷情况的运行和控制 除了对称的物理量外，在分布式电源的逆变器侧出现由负序分量产生的不对称物理量是很常见的。 三相三桥臂逆变器应使由不对称物理量产生的零序分量不能出现在逆变器输出端，变压器应采用D/yn连接方式，因此在三角形连接的逆变器侧将仅有正序和负序分量。 含有负序分量的不对称物理量其向量在复平面的运动轨迹为椭圆，其傅立叶频谱将同时包含正和负的频率边带，分别对应于正序和负序分量。 设系统中的电压或电流信号用f表示，则a、b和c三相信号在复平面可表示为 将f(t)表示为直角坐标形式： * §4-4 微型电源在不对称负荷情况的运行和控制 若正弦信号fa(t)、fb(t)和fc(t)对称，其幅值为Ap，角频率为ω，则上式的极坐标表示形式为 向量在复平面的轨迹为以恒定角频率ω旋转的圆。由于向量中仅包含正频率复指数项，其傅立叶频谱仅仅包含正的频率边带。 如果正弦信号fa(t)、fb(t)和fc(t)还具有负序分量，则其向量的极坐标表达式为 向量f(t)在复平面的轨迹为椭圆，其主轴和辅轴的长度分别为Ap+An和Ap-An。由于此时向量中同时具有正和负频率的复指数项，因此其傅立叶频谱将同时包含正和负的频率边带。 将主电路中滤波电容Cf的电压和流过电感Lf和Lt的电流表示成复平面的向量。由于滤波器采用三相三线制，可用两相变量表示三相系统。因此ab相和cb相之间滤波电容电压可表示为ucf(t)，a相和c相滤波电感Lf和电抗器Lt的电流分别为iLf(t)和iLt(t)。 * §4-4 微型电源在不对称负荷情况的运行和控制 复平面的电压和电流向量可定义为 二、复数传递函数 不对称的三相电压和电流的复平面向量其幅值不相等，且对于零频率点也不对称。 对于单独的交流正序信号每相傅立叶频谱的幅值相等且为零频率对称，正弦量Asin(ωt)和Acos(ωt)可分别表示为 * §4-4 微型电源在不对称负荷情况的运行和控制 交流信号实部分量的信号处理可采用传递函数的系数为复变量s的实系数滤波器实现。 设低通滤波器的传递函数为 该传递函数的幅值和相位分别为 低通滤波器Grlpf(s)的幅频特性和相频特性如图所示，截止频率为ωc=2π(200)rad/s。 实数传递函数以中心频率ω=0对称的。 * §4-4 微型电源在不对称负荷情况的运行和控制 复数电压和电流向量可采用复系数滤波器滤波。复数带通滤波器的传递函数为 传递函数Gcbpf(s)可通过线性变换s→s-jω0由低通滤波器Grlpf(s)获得。 复数带通滤波器的幅频和相频特性如图所示。 当分析