微型電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的四象限運(yùn)行動(dòng)態(tài)特性研究

　　汽輪機(jī)等效模型包括溫度控制、速度控制、加速度控制以及燃料控制等四個(gè)主要控制系統(tǒng)。根據(jù)轉(zhuǎn)速誤差，通過比較速度控制信號、加速度控制信號及溫度控制信號，選擇最小值作為燃料控制信號，最后通過燃料控制系統(tǒng)控制輸入燃料量。汽輪機(jī)一方面輸出 ，另一方面產(chǎn)生廢熱，并通過溫度控制系統(tǒng)得到溫度控制信號。

2.4 永磁發(fā)電機(jī)模型

　　永磁發(fā)電機(jī)常用于交流發(fā)電系統(tǒng)，如微汽輪機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。永磁體發(fā)電機(jī)原理與同步發(fā)電機(jī)原理相似，不同之處在于使用永磁體代替同步發(fā)電機(jī)的激勵(lì)系統(tǒng)，并具有消除碳刷或滑環(huán)的好處。永磁體發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)方程可表示為：

　　(7)

　　　　　(8)

　　式中V_d，V_q為d軸和q軸電壓，i_d，i_q為d軸和q軸電流，L_d，L_q為d軸和q軸漏電感，R為定子側(cè)電阻，ω_r為轉(zhuǎn)子角速度，λ為永磁體磁通量，P為極。

3 動(dòng)態(tài)特性模擬

3.1 SimPowerSystems模塊

　　與市電并聯(lián)的微型電網(wǎng)SimPowerSystems模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示，Zone1的SimPowerSystems模塊如圖6所示。

3.2 模擬順序

　　圖7為模擬時(shí)序圖，0秒時(shí)所有系統(tǒng)組件均連接到系統(tǒng)，此時(shí)PCS在第Ⅰ象限運(yùn)行，實(shí)功率為正，虛功率也為正。10~15秒時(shí)PCS運(yùn)行在第Ⅳ象限，實(shí)功率為正，虛功率為負(fù)。15~25秒時(shí)PCS運(yùn)行在第Ⅲ象限，實(shí)功率為負(fù)，虛功率為負(fù)。25~30秒時(shí)PCS運(yùn)行在第Ⅱ象限，實(shí)功率為負(fù)，虛功率也為正。

3.3 模擬結(jié)果

　　圖7為系統(tǒng)四象限參數(shù)運(yùn)行模擬的時(shí)序圖，圖7(a)和圖7(c)為具有相同功率輸出的兩條匯流排，差別在于69kV匯流排提供了較多的實(shí)功率給變壓器。圖7(g)為微型電網(wǎng)實(shí)功率在-90kW和30kW之間的變化情況，其值等于微電源、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及負(fù)載功率的總和。圖7(e)為在設(shè)定從輸出變成輸入時(shí)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)功率。圖7(i)和圖7(k)的實(shí)功率均為常數(shù)，這是因?yàn)檫@些組件的實(shí)功率并未受到功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)即系統(tǒng)輸出功率變動(dòng)的影響。圖7(b)和圖7(d)為具有相同虛功率輸出的兩條匯流排，差別在于69kV匯流排提供了較多的虛功率給變壓器。圖7(h)為微型電網(wǎng)虛功率在-50kVAR 與 50kVAR之間的變化情況，其值等于微電源、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及負(fù)載功率的總和。圖7(f) 為在設(shè)定從輸出變成輸入時(shí)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的虛功率。圖7(j)和圖7(l)的虛功率幾乎為常數(shù)，這是因?yàn)檫@些組件的虛功率并未受到功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)即系統(tǒng)輸出功率變動(dòng)的影響。

4 結(jié)論

　　本文探討了一個(gè)與市電并聯(lián)的微型電網(wǎng)系統(tǒng)在功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)四象限運(yùn)行情況下的動(dòng)態(tài)特性。研究結(jié)果表明該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能在不影響其他系統(tǒng)組件的情況下進(jìn)行四象限輸出控制;此微電網(wǎng)系統(tǒng)也能穩(wěn)定運(yùn)行，各種微型電源運(yùn)行形態(tài)與預(yù)計(jì)完全符合，為功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供重要參考。

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本文來源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第1期第60頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。