动态电能调节技术

动态电能调节技术（精选4篇）

动态电能调节技术 篇1

1. 引言

嵌入式系统降低功耗的方法主要包括硬件低功耗设计方法和软件低功耗设计方法[1]。随着计算机技术的成熟发展,硬件的低功耗设计在改变嵌入式系统功耗方面的效果已经不太显著,相比之下软件的低功耗设计技术在改变嵌入式系统的功耗方面还有很大的空间,嵌入式系统软件的低功耗设计技术已经成为当今嵌入式系统低功耗研究的重要发展方向。基于动态电压调整技术的低功耗调度算法是通过动态地改变嵌入式操作系统任务执行过程中的电压来达到降低系统功耗的目的。

2. 动态电压调整技术

动态电压调整算法也称作DVS,它是Dynamic Voftage Scaling的缩写[2]。动态电压调整算法是根据嵌入式微处理器的执行频率与执行电压之间存在着如下的关系式1的原理来进行系统建模的。

其中,κ和α(1≤α≤2)为常数,VT为门限电压。

一些常用的嵌入式微处理器中,一般存在着一个给定的频率对应着一个电压,也有的处理器是一些连续可以调节的电压与频率。一般的在降低嵌入式微处理器的执行频率的情况下就可以降低嵌入式微处理器的功耗,动态电压调整策略就是基于此发展起来的。在嵌入式微处理器加入一个反馈环路和电压转换器就可以实现动态改变嵌入式微处理器的供电频率,在进行频率与电压转换的过程中处理器一般停止运行。嵌入式系统微处理器的电压转换器的电压转换时间的计算公式如2所示。嵌入式系统电压转换器的能量消耗是转变能耗的主要来源,计算公式如3所示。

在上述两个功耗的计算式中,Cf是电压转换器的负载,电容μ是电压转换器的切换效率,IMAX是电压转换器的最大输出电流,V1和V2是转换前电压和转换后电压。使用DVS技术调整实时任务执行时的处理器电压/频率,实质上是处理器电压/频率可调整背景下的嵌入式系统任务所占用处理器资源的再分配。

3. 基于动态电压调整技术的低功耗调度算法研究

对某一段执行踪迹而言,如果需要降低频率,就必须允许延长该执行踪迹的松弛时间[3]。在嵌入式系统多任务的动态执行过程中,由于实际执行路径和最坏执行路径之间存在差异,使得实时任务的实际执行时间和最坏执行时间存在动态松弛时间。在常用的低功耗调度算法中一般采用的是EDF调度算法结合动态电压调整技术的低功耗调度算法,这种低功耗调度算法根据任务的最终截止时间来安排任务的优先级,在参考文献[3]中证明了一种采用空闲时间来分配任务的优先级的低功耗调度算法,本文所采用的低功耗调度算法也是采用最大空闲时间分配任务的优先级,由于该分配方式的合理性在参考文献[4]中已经得到了证明,本文不证明,本文只研究低功耗调度算法的反馈控制器的设计。低功耗调度的反馈控制器的结构如图1所示。该系统由基本任务调度器,微处理器控制器,任务执行监视器三部分构成。这三部分的主要功能如下:

(1)基本任务调度器:系统中到达的任务利用MTLS调度算法进行任务调度,当两个任务具有相同的空闲时间的时候,空闲时间比较短的任务比空闲时间多的任务具有较高的优先级,也就是将空闲时间短的任务优先安排入任务调度序列。

(2)任务执行监视器:实时监测嵌入式操作系统任务的执行,将每个任务的实际执行时间实时地反馈给微处理器控制器。

(3)微处理器控制器:比较相应的性能参考值与控制变量,利用速度调节因子a来调节嵌入式微处理器的频率。

系统的低功耗调度过程是首先按照任务的空闲时间动态地分配任务的优先级,然后按系统的平均执行时间与任务的实际执行时间、系统的利用率及负载由反馈控制器自动地调整系统的执行电压,从而达到降低系统功耗的目的。

根据嵌入式系统的任务集调度期望率我们就能够得出静态调度时的最优嵌入式微处理器的执行频率,如公式4。任务集合在调度过程中,由于高优先级任务的执行频率改变,低优先级任务的执行频率改变就会导致任务集合的空闲时间处于动态的变化中,求得任务的动态空闲时间的变化,将空闲时间反馈给微处理器,将动态空闲时间与静态空闲时间相结合就能够求得系统执行任务的电压。根据动态松弛时间,静态松弛时间结合参考文献[4],我们就能确定任务的执行频率为公式5。

4. 基于动态电压调整技术的低功耗调度算法在U-COSII操作系统上的实现

μC/OS–II是由意大利Jean J.Labrosse开发的源码公开的著名实时内核,可用于各类8位、16位和32位单片机、ARM或DSP。μC/OS–II是一个完整、可移植、可固化及可裁剪的占先式实时内核。它是用C语言编写的,其中一小部分用汇编语言写的,使之可以供不同架构的微处理器使用。然而该操作系统本身是不支持动态电压调整技术的,为此本文对该操作系统的内核做了一下修改使其支持了动态电压调整技术。在低功耗调度策略中,在反馈控制器一直处于正常工作模式的时候,如果空闲任务的执行时间大于我们事先设定的某个时间值的时候,此时将微处理器的执行电压调整到一个低的电压上,通过延长微处理器的执行时间来降低系统的功耗,当定时器的时间到后再激活处理器使得系统的电压调整到正常状态。在系统处于非空闲任务的时候时根据任务的实际执行情况实时调整微处理器的执行电压,此时任务的执行电压/频率采用/频率采用上文中的计算公式。为了使操作系统支持本文动态电压调整低功耗调度算法,对操作系统做如下修改:

(1)增加系统的全局变量和常量

在UCOS_II.H文件中增加全局变量OSSLACK和全局常量OSthreshold,OSMaxsched,OSUtility.OSSlack

表示任务执行过程中的可以使用的空闲时间,该变量的始值记为0。OSTheshold是一个时间值,该值的大小与选择的系统的硬件平台有关系。

(2)扩展系统的任务控制块OS_TCB

嵌入式系统的低功耗调度算法每个任务的基本要素,如任务的运行次数,任务的最坏执行时间,任务的平均执行时间,任务的执行时的微处理器的执行电压,任务的周期等信息都要有详细的记录,为此我们对任务控制块的数据结构做了扩展,描述如下:

(3)增加SET TIAOZHENG任务

该任务的作用是确定任务执行时的任务的优先级。按本文的低功耗调度算法,任务执行时的优先级的确定不再是操作系统内核原来的确定方法,本任务按任务的最大空闲时间确定任务执行时的优先级。

(4)修改时钟中断服务子程序

在本系统中以时钟中断作为任务调度时机,因此在内核中修改在扩充时钟中断服务子程序OSTICKISR()。其中修改了OSTIMETICK1()函数,并扩充了OSTASKSWHOOK1()函数。当确定最高优先级的任务后,若要做任务切换的时候,则在任务切换函数中自动调用OSTASKSWHOOK()计算处理器的工作电压及工作频率完成用户扩展的切换操作。

(5)修改系统的空闲任务模块

在执行空闲任务OS_Task Idle()时首先需要判断其预计执行时间是否大于设定值值OSThreshold,如果执行时间大于此则保存现场并设置定时器并将微处理器的执行频率按本文中的公式进行调整。

5. 低功耗调度算法在硬件平台上的测试

5.1 系统测试平台的介绍

PXA27x系列嵌入式处理器是Intel发布的面向移动电话和掌上电脑的XScale架构的最新处理器系列,是目前最强大的嵌入式处理器,该处理器的Speed Step技术可以智能切换空闲、待机和深层睡眠三种低功耗状态,以提高动态电压管理性能,可在一定程度上缓解目前手持设备普遍存在电池续航能力较弱的现象,该处理器是目前支持动态电压调整技术的为数不多的处理器之一,故本文选择了该款处理器构成的嵌入式系统开发平台。

5.2 系统测试

经过低功耗调度算法改造后的嵌入式实时操作系统在PXA270系统环境中进行了测试,进行媒体MPEG视频播放,每隔3小时利用电能表测试一次能耗。图2是能耗随时间变化的曲线,经过计算得出节能为15%左右。

6. 小结

基于动态电压调节技术的低功耗调度算法的研究是嵌入式系统软件低功耗技术的研究重点,本文研究了一种以最大空闲时间安排任务优先级的低功耗调度算法,文中给出了该低功耗调度算法的动态及静态低功耗调度策略,使用该低功耗调度算法对某一款嵌入式实时操作系统的内核进行了改进,并在实际的硬件环境上进行了实验,实验结果显示使用该低功耗调度算法改进的内核与原内核执行相同的音频任务时降低了系统的功耗。

参考文献

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动态电能调节技术 篇2

1 工作原理

UPQC可以看成由串联型有源电力滤波器(SAPF)和并联型有源电力滤波器(PAPF)组成,其基本电路拓扑如图1所示。

为了更明确说明其工作原理,将进一步采用相应的相位分析,补偿相位图如图2所示(假设电网电压US为参考电压,UL为负载电压,Uinj为串联侧注入电压)。

由图2可得,SAPF和PAPF可以分别看成一个可控的理想电压源和一个可控的理想电流源,分别补偿电网电压跌落、谐波和无功。本文提出的新型控制策略,是保持补偿电压注入角γ恒定在90°,同时根据相应的负载功率因数角、电压跌落程度决定串联侧补偿电压的幅值和注入角,使得串联侧不消耗任何有功,同时能够减小并联侧无功补偿容量,则得负载电流和电网电压。

其中,φ为负载电流的滞后角,θ为补偿后负载电压超前原负载电压角度,β为并联侧无功电流补偿注入角度,β=θ+90°或θ-90°。

2 UPQC稳态功率分析

在实际工作过程中,UPQC可以工作在φ>θ、φ=θ和φ<θ3种工况下,但是工作性质是完全一样的,本节将以图3为例对UPQC进行稳态功率分析。

该控制策略能够有效地维持负载电压稳定,且保证负载所需的有功,则可得到式(3)(4)。设k为电网电压跌落程度,串联和并联侧的有功、无功分别用PSer、QSer和PShu、QShu表示,UPQC中总的无功功率用QAll表示。

由于负载所需的有功是恒定的,即

在△OBC中

由以上的各个量计算所得串联侧的有功和无功功率为

将式(6)(7)代入式(8)可得:

在△ODE中,可求得IC1:

将式(3)(6)代入式(10),可得:

其中,ZShu是并联侧的电感阻抗。

将式(3)(11)代入式(12),可得:

式(9)(13)之和就是整个串联、并联系统所需总的无功功率QAll,且QAll=f(k,φ,θ),由于变量k能够反映变量θ,所以QAll=f(k,φ)。

当电网电压跌落20%(k=0.2),根据式(9)(13)得串联侧、并联侧所需容量分别是0.525 p.u.和0.192 7 p.u.(假设U L*=IL*=1 p.u.),QAll=0.717 7 p.u.。而利用传统控制策略下的UPQC在同样的条件下串联侧、并联侧所需容量分别是0.175 p.u.和0.789 3p.u.,则QAll=0.964 3 p.u.[14]。

从以上数据可以看出该新型控制策略能够有效减少整个系统所需的能量,也进一步证明该控制策略的优越性和可行性。

3 UPQC控制策略

3.1 恒频滞环控制

滞环控制具有实现简单,动态响应快,对负载适应能力强等优点。但开关频率不固定易产生过大脉动电流和开关噪声,同时开关频率、响应速度和电流跟踪精度易受环宽影响。为了尽量避免滞环控制缺点,本文采用基于恒频滞环控制策略。

由图4滞环控制电流输出图可得滞环控制的工作周期:

其中,Sr为实际信号上升过程斜率,Sd为实际信号下降过程斜率,Sr*为指令信号斜率。当电路完成以后Sr*、Sd和Sr值将固定不变。要想保持开关频率恒定可以通过改变滞环控制器带宽来实现。

3.2 串联、并联侧控制单元

本文使用的串联侧控制策略不仅能够补偿电网电压的跌落,而且能够有效地消除电网电压谐波。根据控制策略,首先计算补偿后负载电压超前原负载电压角度θ,再通过锁相环和相应的相角计算得到各相的相对于电压跌落的补偿电压Uinj,最后将Uinj与基于p-q理论谐波检测法检测的各相谐波构成串联侧的注入电压U*Ser,通过恒频滞环产生相应的串联侧驱动信号。其控制图如图5所示。

并联侧控制采用单周控制,利用单个积分器实现。除了补偿负载电流的无功和谐波,同时起到保持直流侧电压恒定的作用。让直流侧电压UDC跟踪设置的参考值,其控制原理图如图6所示。

4 仿真实验

对基于串联侧无有功注入的优化控制策略进行仿真,有效证明该控制方式的可行性与准确性。

本文不仅对线性负载进行了仿真,同时对电力系统最恶劣情况(即电网电压含有大量谐波且在0.2 s时电网电压和非线性负载同时发生突变)进行了仿真,仿真波形见图7、8,其中电压仿真波形图依次是电网电压uSi(i=a、b、c,下同)、负载电压uLi、串联侧补偿电压uSeri和直流侧电压UDC,电流波形图依次是负载电流iLi、并联侧补偿电流iCi和电网电流iSi。参数设置:电网电压为100 V且含幅值为5 V的3、5次谐波;额定负载电压为100 V;线性负载R=10Ω,L=1 m H;非线性负载R=10Ω,幅值为5 V的3次、5次谐波源,0.2 s突加幅值为10 V的7次谐波源。

5 结论

a.UPQC新型控制策略具有电路简单、实现方便、动态效果好等优点。用于三相UPQC控制完全可行。

b.采用该新型控制策略UPQC具有响应速度快,时间延迟小,即其动态性能好的特点。在电压骤降(20%)和负载突变期间,负载端电压和电网电流都能快速达到稳定。

c.该模型对电网侧含有谐波同时伴有电压骤降和负载突变的过程,表现出了同时完成电压补偿、谐波抑制和快速负载无功补偿的特性,使用户侧电压和电网电流保持为稳定的正弦基波。从仿真图7(a)和8(a)可以看出,用户侧无论在线性负载还是非线性负载下电压波形为完整的基波。

动态电能调节技术 篇3

1风电场介绍

风电场位于黑龙江省东南部,所处区域属寒温带大陆季节风气候,风资源较好。总装机容量为99.6 MW,共安装54台电机容量为1.8 MW和2 MW的丹麦维斯塔斯V90型风电机组,配套建设一座220 kV升压站,接入系统变电所并网。在风电场的35 kV侧安装有额定容量为12 MVA的滤波电容器和额定容量为6 MVA的SVG,主接线示意图如图1所示。测试期间,滤波电容器因故障退出运行,SVG正常运行,风机全部正常运行。

注:本次测试没能测试到有功功率80%以上的数据。

2测试分析

测试地点为风电场升压站220 kV出线,测试仪器为奥地利公司DEWE5000数据采集仪。测试内容包括:风电场有功功率变化测试、风电场无功功率调节能力测试和风电场电能质量测试。测试期间风速变化和有功功率变化如图2和图3所示。

2.1有功功率变化测试

2.1.1 风电场正常运行工况

1) 有功功率0.2 s平均值。风电场连续运行时,在风电场并网点采集三相电压和三相电流,采样频率不低于800 Hz。输出功率从0至额定功率的100%,以10%的额定功率为区间,每个功率区间、每相至少应采集风电场并网点5个10 min时间序列瞬时电压和瞬时电流值的测量值;通过计算得到所有功率区间的风电场有功功率的0.2 s平均值。风电场正常运行时有功功率0.2 s平均值测试结果如表1所示。

2) 1 min和10 min有功功率变化。以测试开始为零时刻,计算零时刻至60 s时间段内风电场输出功率最大值和最小值,两者之差为1 min有功功率变化;同样计算0.2 s至60.2 s时间段内风电场输出功率最大值和最小值,得出1 min有功功率变化,依此类推,计算出1 min有功功率变化,测试结果如表2所示。10 min有功功率变化的计算方法与1 min有功功率变化的计算方法相同,测试结果如表3所示。

由表2和表3可以看出,风电场正常运行情况下,1 min和10 min有功功率变化满足标准[4]要求。

2.1.2 风电场并网工况

当风电场的输出功率达到或超过额定容量的75%时,切除全部运行风电机组;之后风电场重新并网,此时为测试开始零时刻,用与正常工况相同的方法计算出1 min和10 min的有功功率变化,测试结果如表4所示。风电场并网时有功功率曲线如图4所示。

2.1.3 风电场正常停机工况

当风电场的输出功率达到或超过风电场额定容量的75%时,切除全部运行风电机组,此时为测试开始零时刻,用与正常工况相同的方法计算出1 min和10 min的有功功率变化,测试结果如表5所示。风电场正常停机时有功功率曲线如图5所示。

2.2风电场无功功率调节能力测试

设置风电场按照并网点电压恒定方式运行,在风电场并网点采集三相电压和三相电流,采样频率不小于800 Hz。输出功率从0至额定功率的80%,以额定功率的10%为区间,每个区间至少收集10个1 min有功功率和无功功率数据系列。计算风电场输出有功功率和无功功率,其有功功率和无功功率为1 min平均值,测试结果如表6所示。风电场的无功功率、有功功率相对于并网点电压的变化曲线如图6-图13所示。

由文献[5]可知,当公共电网电压处于正常范围内时,风电场应当能够控制风电场并网点电压在额定电压的97%～107%。即对于220 kV电压等级,风电场应当能够控制风电场并网点电压在213.4～235.4 kV。

由图6～图13可以看出,风电场正常运行情况下,在0～80%的有功功率范围内,均可以保证并网点电压在标准允许范围内。

2.3风电场电能质量测试

2.3.1 谐波测试

1) 背景谐波测试。风电场内的风电机组全部停机时,测试背景电压总谐波畸变率、各次谐波电压和间谐波电压,测试周期为24 h,测试结果如表7所示。

2) 正常运行谐波测试。风电场正常运行时,测试谐波电流、电压总谐波畸变率、各次谐波电压和间谐波电压,测试结果如表8和表9所示。

由表8和表9可以看出,风电场正常运行情况下,所产生的5、7、11和13次谐波电流超出国家标准[6]规定的允许值要求,间谐波电压满足国标[7]限值要求。

2.3.2 闪变测试

1) 背景闪变测试。

风电场内的风电机组全部停机时,测试背景长时间闪变值Plt0,测试周期为24 h,测试结果如表10所示。

2) 正常运行闪变测试。

风电场正常运行时,测试长时间闪变值Plt1,测试结果如表11所示。

根据文献[4,8]的规定,波动负荷单独引起的长时间闪变值为

undefined

式中:Plt2为波动负荷单独引起的长时间闪变值;Plt1为波动负荷投入时的长时间闪变测量值;Plt0为背景闪变值,是波动负荷退出时一段时期内的长时间闪变测量值。测试结果如表12所示。

由表12可以看出,正常运行情况下,风电场单独引起的长时间闪变值满足国家标准[8]规定限值要求。

3结束语

通过对风电场的测试,掌握了风电场的有功功率特性、无功调节能力和电能质量等参数,同时,在测试中发现谐波电流超标,因此,建议将滤波电容器检修后尽快投入运行或改变SVG的控制策略,使其具有有源滤波的功能,务必使电能质量合格,保证电网的安全稳定运行。

参考文献

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[7]国家标准GB/T24337-2009电能质量.公用电网间谐波[S].

动态电能调节技术 篇4

目前,我国大型电弧炉有1700座以上,电气化铁路已达2.4万公里,牵引变电站超过480个。这些场合都需要大容量的电能质量调节装置。为使我国完全自主掌握高压、大容量复合型电能质量装置的设计、试验及制造技术,国家科技部设置专项资金进行了深入的研究。并联型电能质量调节装置主要用于电流补偿,适用于负荷侧电流源干扰的场合。根据所采用的控制策略和算法,并联型电能质量调节装置具有动态无功补偿、有源滤波、消除三相不平衡等多种功能。而装置的启动充能策略是装置实用化过程中的一项关键技术,本文结合国家科技支撑计划“电能质量复合控制技术及装置”课题,研究了并联型电能质量调节装置的启动充电策略。

在实际系统中,当装置投入运行的瞬间,由于直流侧电容电压突然由之前的稳定值在极短的时间内上升至一个较高的设定值,从而造成了较大的电压变化∆Ud,由于直流侧电容电压的变化引起电容上的电流出现较大的冲击,造成装置不能正常投入运行甚至出现电力电子器件损坏的现象。为了避免这种问题,大多文献采用软启动策略[1~3]即将直流侧电压Ud与一较低设定的电压参考值Uref进行比较,并将结果送入PI控制器,PI控制器的输出就是电源侧电流期望值。但现有文献对加限流电阻充电和利用辅助电路充电的研究较少,本文对上述这两种启动充能方法进行了研究,并通过仿真进行了验证。

1 并联型电能质量装置的参数设计

并联型电能质量调节装置采用差异参数级联H桥方式,由一个高频模块和九个基频模块级联构成,并联接入10 kV的配电系统母线上,装置最大容量为1 MVA。每个H桥模块的IGBT元件按电压等级1 700 V设计,额定电流为100 A。单个H桥的直流母线电压Udc=1000 V,直流侧电容值为4000µF,其单相示意图如图1所示。

图1中第一个模块为高频模块,补偿谐波电流。其余的为基频模块,补偿基波电流。按照上述拓扑结构在PSCAD软件中进行仿真,在不加任何限流措施的情况下,启动瞬间电容上的冲击电流可达1500A以上,远远超过IGBT器件所能承受的最高电流,其仿真结果如图2所示。

因此必须加入限流措施,避免充电瞬间电流冲击过大。

2 利用限流电阻及自身反并联二极管充电

充电时不对IGBT开关进行控制,利用逆变器自身的二极管给电容器充电,当电容电压达到某一设定值时再将装置投入运行。由于装置直接接在10 kV的系统,为了避免充电瞬间过大的电流冲击需要加入限流电阻。由于采用二极管方式充电,二极管导通时相当于短路,限流电阻的位置加在直流侧和交流侧的效果是一致的,本文限流电阻加在了第一个工频模块的直流侧,充电时先给工频部分充电,在工频模块的电容电压建立起来以后再通过调节工频模块的电压给高频模块充电。充电过程的等效电路如图3所示。

其中:R为限流电阻,UC为电容电压,Ud为经单相桥的整流电压,电路的约束方程为:

解得:

电阻上消耗的能量为:

电容器设计的额定电流为100 A,为了保持直流侧充电时的电流冲击不过流,在工频模块中加入限流电阻。限流电阻的选择要考虑电阻值、电阻容量、冲击电流的大小以及充电时间等多方面因素[4]。通过仿真限流电阻为不同值时所得数据如表1所示。

限流电阻值与电容上冲击电流的关系如图4所示。

为了避免充电瞬间冲击电流过大将电阻烧毁,在选择电阻功率时按电阻上流过最大的冲击电流时所需的功率,即:

考虑,所得电阻功率如图5所示。

通过对比选限流电阻值为1 000Ω时比较合适,所得仿真图如图6所示。

由图6可知,限流电阻为1 000Ω时,电阻上的冲击电流为8 A,充电时间为12 s,所需的电阻功率为64 kW,由于实际工程中电阻功率一般不会太大,可考虑将几个电阻串联的方式来达到要求。

经过限流电阻充电后工频模块的直流侧电压达到一定值,此时再经过开关将限流电阻旁路,再接通高频模块,通过控制使高频模块直流电容的电压慢慢增大,防止造成大的电流冲击,从而完成对高频模块的充电。

3 利用辅助整流电路充电

由于装置直接接入10 kV的母线上,为了减小启动时的电流的冲击,可以利用低压220 V系统辅助电源为装置充电。辅助整流充电的电路图如图7所示。

本部分所采用的辅助电路的充电过程是利用二极管整流轮换依次充电。辅助电源为从220 V侧引线经一个变比为1:2的变压器升为线电压为800 V的交流电源,变压器接法为星三角变换,容量为0.1MVA,变压器的漏抗可根据实际需要选择,仿真中按标幺值的0.05倍考虑。同时采用了轮换充电方式,当前一个模块的电容电压充到设定值1 000 V时使开关动作将充电电路切换到下一个直流电容上进行充电,直到所有模块的电容电压都充到1 000 V为止。仿真中一共考虑了十个充电模块,图8仅给出其中四个模块的充电过程,四条线分别为四个模块的电容电压变化曲线。

第一个直流电容1C上的冲击电流变化如图9所示,后面模块的电容上冲击电流的变化和第一个一致。

由图9可知,电容上的冲击电流为9 A,远远低于电容器的额定电流。由图8可知,一个模块充电时间为1.1 s,按照十个模块轮换依次充电,整个充电过程需要11 s左右。充电完成后再通过控制措施使直流电容电压维持在1 000 V,该法由于没有加入限流电阻,因此无有功消耗,利于电容电压的稳定。

4 结语

装置利用附加限流电阻充电和利用辅助整流电路充电都能有效地避免充电瞬间电容上电流冲击过大的问题,保证装置能够安全投入运行。

两种充电方法进行比较,在满足直流侧电容电压保持1 000 V且避免过大的电流冲击的情况下,加限流电阻电路简单,但为了保证电容电压维持在1 000 V需要通过PWM整流环节进行控制,控制系统比较复杂。相比利用辅助整流电路进行充电,可以直接使电容电压充到1 000 V,但由于需要附加变压器等辅助设备,从经济性上考虑逊于加限流电阻的方法。

摘要：阐述了并联型电能质量调节装置启动时变流器直流侧电容电压由稳态值突然上升到设定值的瞬时变化引起的电容上电流冲击过大的问题及其危害。比较了在充电瞬间为了避免上述情况,采用附加限流电阻充电和利用辅助电路充电两种解决方案的优劣,并且对这两种方案进行了仿真验证。通过比较分析,得出两种方案各有优点,都能有效地保证电能质量装置安全的投入运行的结论。

关键词：并联型电能质量调节装置,启动充电,限流电阻,轮换充电

参考文献

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