【僅供參考】
【2023.06西南交大電力電子在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用】
目錄
步驟一：基于滯環(huán)電流控制的PWM整流器仿真
1.1 仿真要求
1.2 仿真電路原理及設(shè)計(jì)
1.2.1 主電路的搭建
1.2.2 控制電路的搭建
1.3 波形分析
步驟二：從PWM整流器到STATCOM仿真
2.1 仿真要求
2.2 仿真電路設(shè)計(jì)
2.2.1 主電路的搭建
2.2.2 控制電路的搭建
步驟三：從STATCOM整流器到APF仿真
3.1 仿真要求
3.2 仿真電路設(shè)計(jì)
3.3 波形分析
步驟一：基于滯環(huán)電流控制的PWM整流器仿真
1.1 仿真要求
- 搭建三相兩電平電壓型PWM整流器主電路，網(wǎng)側(cè)輸入電壓為三相工頻380V，直流輸出電壓為750V，功率開關(guān)采用IGBT；
- 適用三相PLL模塊dq模型檢測電流有功無功、搭建三相電流滯環(huán)控制模塊、直流電壓PI控制模塊，要求控制網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)為1；
- 仿真并分析網(wǎng)側(cè)電壓和電流波形、三相PWM整流器輸入端口電壓波形及輸出直流電壓波形；
- 給出直流負(fù)載突變時(shí)，前述電壓和電流波形。
1.2 仿真電路原理及設(shè)計(jì)
1.2.1 主電路的搭建
????????如圖，網(wǎng)側(cè)輸入電壓為三相工頻380V，直流輸出電壓為750V，功率開關(guān)采用IGBT：
1.2.2 控制電路的搭建
????????首先，根據(jù)控制模型：
????????可得PWM變流器輸出電壓為：
????????公式中的比例系數(shù)與微分可通過PI控制器近似實(shí)現(xiàn)，可得如下框圖：
????????相應(yīng)simulink仿真電路如下：
????????但是，該控制模型結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故直接簡化，采用滯環(huán)電流比較的直接電流控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，電流響應(yīng)速度快，控制運(yùn)算中未使用電路參數(shù)，系統(tǒng)魯棒性好。
????????其基本原理是把指令電流i*和實(shí)際輸出電流i的偏差i*?i作為滯環(huán)比較器的輸入。
????????S1通時(shí)，i增大，滯環(huán)比較器輸出為負(fù)；S2通時(shí)，i減小，滯環(huán)比較器輸出為正；通過環(huán)寬為2ΔI的滯環(huán)比較器的控制，i在i*+ΔI和i*?ΔI的范圍內(nèi)，呈鋸齒狀地跟蹤指令電流i*：
????????在simulink中搭建三相電流滯環(huán)控制模塊如下（指令電流為Iref，實(shí)際輸出電流為I）：
1.3 波形分析
????????由所的波形可知，控制網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)近似為1。
????????PI參數(shù)選擇：kp: 0.565；ki: 0.765。
????????通過step模塊相加的跳變波形來控制背對背IGBT開關(guān)器件的開斷，達(dá)到負(fù)載突變的效果（一個(gè)step模塊于0.1s從0階躍為1，另一個(gè)step模塊于0.2s從0階躍為-1，從而使負(fù)載阻值于0.1s時(shí)突變?yōu)樵瓉淼?/2，再于0.2s時(shí)突變?yōu)樵瓉淼淖柚担?/p>
????????網(wǎng)側(cè)電壓和電流波形、三相PWM整流器輸入端口電壓波形及輸出直流電壓波形如下（包含直流負(fù)載突變時(shí)的情況）：
????????由圖可知，在直流負(fù)載阻值突變?yōu)樵瓉硪话霑r(shí)：輸出直流電壓稍有下降；網(wǎng)側(cè)電壓波形三相頻率略有降低、幅值略有下降；網(wǎng)側(cè)電流幅值上升；三相PWM整流器輸入端口電壓波形三相頻率略有降低。
步驟二：從PWM整流器到STATCOM仿真
2.1 仿真要求
- 在PWM整流器基礎(chǔ)上，增加無功負(fù)載;
- 增加負(fù)載無功電流的檢測;
- 將PWM整流器的無功給定為0的模塊，替換為負(fù)載無功電流檢測模塊的輸出;
- 讓PWM整流器補(bǔ)償無功。
2.2 仿真電路設(shè)計(jì)
2.2.1 主電路的搭建
????????在PWM整流器基礎(chǔ)上，增加無功負(fù)載、增加負(fù)載無功電流的檢測：
2.2.2 控制電路的搭建
????????將PWM整流器的無功給定為0的模塊，替換為負(fù)載無功電流檢測模塊的輸出，讓PWM整流器補(bǔ)償無功，則1.2.2中的框圖改變?yōu)椋?/p>
????????再結(jié)合滯環(huán)簡化后，根據(jù)框圖搭建simulink控制部分仿真電路如下：
????????其中，LPF低通濾波器由兩個(gè)filter模塊和一個(gè)常數(shù)0組成：
步驟三：從STATCOM整流器到APF仿真
3.1 仿真要求
- 在STATCOM仿真基礎(chǔ)上，增加諧波負(fù)載電流的檢測;
- 將STATCOM整流器的諧波補(bǔ)償指令電流加入的電流跟蹤指令;
- 讓變換器具有補(bǔ)償諧波的功能。
- 給出負(fù)載突變補(bǔ)償諧波和無功的結(jié)果
3.2 仿真電路設(shè)計(jì)
????????對應(yīng)框圖如下：
????????在STATCOM仿真基礎(chǔ)上，增加諧波負(fù)載電流的檢測; 將STATCOM整流器的諧波補(bǔ)償指令電流加入的電流跟蹤指令; 讓變換器具有補(bǔ)償諧波的功能：
3.3 波形分析
????????負(fù)載突變補(bǔ)償諧波和無功的結(jié)果：
????????輸出直流電壓（響應(yīng)速度快，無超調(diào)，負(fù)載突變時(shí)穩(wěn)定性良好）：文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-803526.html
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-803526.html
到了這里，關(guān)于【?電力電子在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用?】6 滯環(huán)電流控制的PWM整流器 + STATCOM整流器 + APF仿真的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
