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无功补偿控制器方案解析

发布时间:2020-07-21 18:01:02 阅读: 来源:调节阀厂家

1引言

本文引用地址:大型并网型风力发电机一般采用异步发电机。异步发电机在向电网输出有功功率的同时,还必须从电网中吸收感性的无功功率,加重了电网无功功率负担。异步发电机抽取的感性无功功率主要为了满足励磁电流的需要,另一方面,也满足转子漏磁的需要。单就前一项来说,一般大中型异步电极,励磁电流约为其额定电流 20%~25%,如此大的无功吸取如果不经过补偿直接并网,就会表现出功率因数(PF)较低,不仅对电网形成污染,而且防碍有功功率的输出,还会造成线损增加,送电距离远的末端用户电压降低,电网稳定性降低等问题。进行无功补偿,提高功率因素,对提高设备利用率、提高输电效率及改善电网质量,具有重要的实际意义。目前调节无功的装置主要有调相机、有源静止无功补偿器、并联补偿电容器等。相对来说前两种装置价格较高,结构、控制比较复杂。目前一般采用了并联电容器对无功进行补偿,这种静止补偿器具有结构简单、经济、控制和维护方便、运行可靠等优点。通过并联电容器的补偿后,异步发电机向电网提供有功的同时,所要吸取的无功电流就由电容器提供,从而大大减轻了电网的无功负担。

2无功补偿控制器的基本工作原理

要取得无功补偿的最佳效果,就必须准确地测量出有功功率和无功功率。当前测量有功功率和无功功率的方法很多,本文将采用傅立叶算法,它是测量有功功率和无功功率的最为精确和有效的算法,但其计算量较大,单片机系统的计算速度远不能满足要求,而DSP的应用则解决了计算量大的问题。可以对电网参量进行实时的检测和处理,从而达到无功补偿的最佳效果。

2.1无功功率的测量

本控制器采用一种基于对A/D转换后的采样序列经傅立叶变换从干扰的输入信号中对基波电压(电流)复数振幅的实部和虚部进行计算,并利用它们来实现对有功功率和无功功率的测量。假设无噪声的输入信号是频率为ω的正弦波电压。

式中:φ—初相位;ψ—电压相角变化;A—幅值

u(t)可用矢量U的虚部表示。

对{uk}进行离散傅立叶变换得到基波分量的频谱系数u1(k):

可见u1(k)与Um都是表示基波分量的复数振幅,uR和uI分别为复数振幅的实部和虚部。

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