微型電網功率調節系統的四象限運行動態特性研究

　　汽輪機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主要控制系統。根據轉速誤差，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控制輸入燃料量。汽輪機一方面輸出 ，另一方面產生廢熱，并通過溫度控制系統得到溫度控制信號。

2.4 永磁發電機模型

　　永磁發電機常用于交流發電系統，如微汽輪機、風力發電機等。永磁體發電機原理與同步發電機原理相似，不同之處在于使用永磁體代替同步發電機的激勵系統，并具有消除碳刷或滑環的好處。永磁體發電機動態方程可表示為：

　　(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為定子側電阻，ω_r為轉子角速度，λ為永磁體磁通量，P為極。

3 動態特性模擬

3.1 SimPowerSystems模塊

　　與市電并聯的微型電網SimPowerSystems模塊結構如圖5所示，Zone1的SimPowerSystems模塊如圖6所示。

3.2 模擬順序

　　圖7為模擬時序圖，0秒時所有系統組件均連接到系統，此時PCS在第Ⅰ象限運行，實功率為正，虛功率也為正。10~15秒時PCS運行在第Ⅳ象限，實功率為正，虛功率為負。15~25秒時PCS運行在第Ⅲ象限，實功率為負，虛功率為負。25~30秒時PCS運行在第Ⅱ象限，實功率為負，虛功率也為正。

3.3 模擬結果

　　圖7為系統四象限參數運行模擬的時序圖，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功率給變壓器。圖7(g)為微型電網實功率在-90kW和30kW之間的變化情況，其值等于微電源、功率調節系統、以及負載功率的總和。圖7(e)為在設定從輸出變成輸入時功率調節系統的實功率。圖7(i)和圖7(k)的實功率均為常數，這是因為這些組件的實功率并未受到功率調節系統即系統輸出功率變動的影響。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)為微型電網虛功率在-50kVAR 與 50kVAR之間的變化情況，其值等于微電源、功率調節系統、以及負載功率的總和。圖7(f) 為在設定從輸出變成輸入時功率調節系統的虛功率。圖7(j)和圖7(l)的虛功率幾乎為常數，這是因為這些組件的虛功率并未受到功率調節系統即系統輸出功率變動的影響。

4 結論

　　本文探討了一個與市電并聯的微型電網系統在功率調節系統四象限運行情況下的動態特性。研究結果表明該功率調節系統能在不影響其他系統組件的情況下進行四象限輸出控制;此微電網系統也能穩定運行，各種微型電源運行形態與預計完全符合，為功率調節系統設計與應用提供重要參考。

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