svc装置的simulink实现和仿真

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1、万方数据张爱国(渭南供电局，陕西渭南714000)O引言在传统的交流电力系统中，有很多具有可控性装置存在于发电厂中。例如，被称为旋转备用的发电机用于维持电力供需的瞬态平衡。一般来讲，发电机都被有意运行在低于其额定功率的水平上。同时，为了调节系统频率和维持系统电压在额定值附近．需要对某些选定的发电机实施控制。电力系统中传统的控制方法有：自动发电控制(AGC)、励磁控制、变压器分接头切换控制和采样移相变压器控制等【l】。采样柔性交流输电(FACrI's)装置是随着电力电子技术的发展而出现的一种新型电力系统控制方式，静止无

2、功补偿器(sVc)装置就是FAcTs装置的一种。sVc装置是并联型的，对母线的电压进行调整。在理想的情况下，sVC装置可以维持母线的电压水平恒定并提高约2倍的输送容量[1，2】。1SVC的原理和控制模型1。1SVC的原理翻静止无功补偿装置(sVc)是并联连接的静止无功发生器或吸收器．其输出是随电力系统特定的控制参数而变化的。理想的sVc可以支持所补偿的节点电压接近常数。SVC的构成形式有多种，但基本元件是晶闸管控制的电抗器(Thvristorcontr011edReactor，TCR)和晶闸管投切的电容器(Thyri

3、storswitchedcapacitor，TSC)。图1为常用sVc原理图，图中的降压变压器是为了降低SVc造价．而引入的滤波器则可以吸收SVC装置所产生的谐波电流。滤波器图1SVC原理示意图TCR支路由电抗器与两个反向的晶闸管串联构成．TSC支路由电容器和两个反向的晶闸管串联构成，其控制元件均为晶闸管。TCR支路的等值基波电抗是晶闸管导通角或触发角的函数，一般是连续可调的。，I’Sc支路受电力电子器件控制使电容器只有两种运行状态：将电容器直接并联在系统中或将电容器退出运行。TSC投切电容器是由电力电子器件控制完成

4、的，因此它比机械可投切电容器要快得多，动态特性可以满足系统控制的需要。当TSC支路投入到系统中后，SVC的等值阻抗由TCR支路和rIIsc支路共同确定。一般为扩大sVc的调节范围。SVc装置中可采用多个Tsc支路，而且为了保证调整的连续性，通常TCR的容量略大于一组TSC的容量。若投入的TSc的总电容为C，则SVC的等值电抗为：收稿日期：2007一02—15作者简介：张爱国(1958一)，男，陕西潼关人，工程师，主要从事线路建设、管理方面的工作。xsvc=画意‰科技综述天m乙一NoZoCD工Cq万方数据天m乙NoZo

5、∽工CsVc的等值伏安特性由TcR和Tsc组合而成，其伏安特性曲线见图2，y沩sVc的参考电压。sVc的可调范围是在直线AB范围内．当系统电压的变化超出SVC控制范围时，SVC就成为一个固定电抗．即xsvo血或xsvo。。。，．／KV。B<⋯，s、图2SVC的伏安特性曲线1．2SVC的控制模型一个通用的Tsc—TcR型sVc控制系统的框图如图3所示，这个控制系统既包含了简单的电压控制功能，也包含了各种辅助控制功能。y。一偏差电压；曰r参考电纳图3SVC控制系统的一个通用框图sVC通用控制框图主要包含有测量系统、电压调

6、节器、触发脉冲发生器、同步系统和辅助控制系统等。其中的电压调节器将测量得到的控制变量与参考信号相比较，然后将误差信号输入到控制器中，经过控制器的变换后其输出了一个标幺值电纳曰耐信号，这个信号的大小可以使控制误差减小．并达到稳态误差为零。一般情况下，典型的SVc稳态特性都带有一个小的斜率，即调差率。实际的电压调节器是多样的。IEEE提出的两种电压调节器模型见图4。(a)(b)图4IEEE提出的电压调节器模型2SVC装置的Slmu№k的实现和仿真2．1Slmulink简介嘲MATIAB中的Simulink是一个用来对动态

7、系统进行建模、仿真和分析的软件包。它提供了一种图形化的交互环境．只需用鼠标拖动便能方便且迅速地建立起系统框图模型。simulink模型中每个模块内．都具有一般的特征，包括一组输入u、一组输出y和一组状态变换戈。状态变量可以包含连续状态、离散状态或者两者的结合。仿真执行都包含初始化和执行仿真计算两个步骤。初始化操作是对模型内参数的赋值，然后将模型系统中的层次展开、排序，最后完成对模块的检查。执行仿真就是按顺序对模型的每个模块进行计算和输出，同时根据采用算法的不同来决定下一步计算所需要回送的数据。2．2Simu№k对SV

8、C装置的实现TCR支路和TSC支路是SVC装置中的主要硬件部分，根据其前面介绍的原理可以将其在simulink中用相应的模块实现。simulink中有专门的晶闸管可以直接拿来使用，其参数可以参考MATLAB的帮助文档。利用simulink完成的TcR支路见图5。图中3条支路分别表示三相A、B、c。每组晶闸管的控制脉冲由A。(B，，c，)，A。(