單相SVG的數(shù)學(xué)建模與仿真

摘 要 靜止無功功率發(fā)生器（SVG）具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍廣且可以減少補(bǔ)償電流中的諧波含量的優(yōu)點(diǎn)，是無功補(bǔ)償?shù)闹攸c(diǎn)研究對象。本文建立了SVG的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，提出電流內(nèi)環(huán)與電壓外環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)控制思想，且在電壓環(huán)的設(shè)計(jì)中用了小信號模型，最后在Matlab/Simulink仿真平臺搭建了仿真模型，驗(yàn)證了可行性。

【關(guān)鍵詞】單相SVG 數(shù)學(xué)建模 仿真

1 SVG動(dòng)態(tài)建模

圖1所示為SVG動(dòng)態(tài)控制的結(jié)構(gòu)框圖。其中，IQ*為無功電流的幅值指令，ie*為總電流指令，ie為電流反饋， Gi（s）為電流環(huán)調(diào)節(jié)器，G1（s）為PWM變換器的傳遞函數(shù)，Gdc（s）為直流側(cè)電壓近似控制傳遞函數(shù)。直流母線電壓環(huán)的設(shè)計(jì)是為了保持直流母線電壓穩(wěn)定，直流母線電壓指令Udc*與直流母線電壓反饋Udc的偏差經(jīng)調(diào)節(jié)器Gv（s）后產(chǎn)生SVG有功電流的幅值指令I(lǐng)P*，SVG有功電流與無功電流的相位均通過對前級負(fù)載電壓UL鎖相得到。

2 仿真結(jié)果與分析

根據(jù)上文設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)器在Matlab/Simulink中搭建仿真模型，仿真參數(shù)：電流的指令是20A，直流母線電壓的指令400V，仿真時(shí)間0.5S。 電流環(huán)的仿真結(jié)果如圖2所示，從圖中可以得到電流反饋跟蹤指令效果良好，二者波形完全一致，且調(diào)節(jié)器的響應(yīng)速度快。圖3所示為電壓環(huán)的仿真結(jié)果，可以看到直流母線電壓反饋能夠很好的跟蹤指令，穩(wěn)定性好，母線電壓幅值上下波動(dòng)不超過1V，可以證明在誤差允許的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)器可以使直流母線電壓維持恒定。

3 結(jié)論

本文主要建立了單相SVG的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了電流環(huán)與電壓環(huán)兩個(gè)閉環(huán)，對建立的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器在Matlab/Simulink仿真平臺進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)器可行，且系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，跟蹤良好。

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作者簡介

劉翠翠（1991-），女，山西省臨汾市人。工學(xué)碩士學(xué)位。主要研究方向?yàn)殪o止無功功率補(bǔ)償。

作者單位

西安工程大學(xué)電子信息學(xué)院 陜西省西安市 710048