基于飛輪儲能的新型動態(tài)電壓恢復(fù)器的研究
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2．2 飛輪放電控制
在飛輪放電過程中，電機運行于制動狀態(tài)，隨著轉(zhuǎn)速的降低，電壓也隨之降低。為了得到恒定的直流母線電壓，采用電機回饋制動的半橋調(diào)制方式。
各臺并聯(lián)飛輪屬于同一規(guī)格，電氣參數(shù)基本一致；前后兩次電壓暫降間隔足以讓所有飛輪轉(zhuǎn)速都上升到額定轉(zhuǎn)速，故功率和儲能量相等；為了減少系統(tǒng)損耗，每次放電時投入運行的飛輪個數(shù)應(yīng)盡可能少。飛輪放電控制的關(guān)鍵點是如何計算放電的飛輪臺數(shù)以及每臺飛輪的輸出電流指令值。
各臺飛輪的充放電次數(shù)為：T1≥T2≥…，≥TN，則放電控制策略如下：
1)按照充放電次數(shù)由少到多依次給各臺飛輪排序，如充放電次數(shù)相同，則轉(zhuǎn)速高者序列號小。
2)根據(jù)式(1)確定進(jìn)入放電狀態(tài)的飛輪臺數(shù)m。
式中，Pmaxi為i臺飛輪的最大輸出功率；P*是需要輸出的功率指令值。
3)當(dāng)P*Pmax1，F(xiàn)ESU1進(jìn)入放電狀態(tài)，其輸出電流指令值為：
，其中E1為BLDCM1的反電動勢；當(dāng)P*>Pmax1，輸出功率指令值超出任意一臺飛輪儲能單元的最大輸出功率。因此，需多臺飛輪進(jìn)入放電狀態(tài)，F(xiàn)ESU1至FESUm-1的輸出電流指令值為：
，F(xiàn)ESUm的輸出電流指令值為
。隨著能量的釋放，飛輪轉(zhuǎn)速下降，故儲能量和輸出功率隨之減小，當(dāng)原有投入放電的飛輪不能滿足負(fù)載需求時，投入放電的飛輪臺數(shù)以及各臺飛輪的輸出電流指令值需重新計算。
將之前進(jìn)入放電狀態(tài)的飛輪的序列號都增加1，然后返回1)重新計算。當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常時，投入放電狀態(tài)的飛輪的充放電次數(shù)都增加1。由上述分析可得飛輪放電的控制框圖如圖2所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/162955.htm
2．3 DVR變換器的控制
補償電壓的輸出需同時實現(xiàn)兩個目標(biāo)：高動態(tài)響應(yīng)速度和高穩(wěn)定精度。前饋控制可以顯著提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，縮短補償電壓發(fā)出的時間。反饋控制可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。因此，采用由前饋控制、電壓瞬時值和濾波電容電流瞬時值反饋控制構(gòu)成的復(fù)合控制策略。
2．4 變換器A的控制
變換器A的控制目的是控制直流母線電壓恒定的同時，實現(xiàn)交流側(cè)輸入電流的正弦化且與電網(wǎng)電壓同相位。
變換器在abe三相靜止坐標(biāo)系下的方程為：
式中，L為與電網(wǎng)相連的濾波電感的電感值，將功率開關(guān)管損耗等效電阻同濾波電感等效電阻合并為R，usa、usb、usc為電網(wǎng)三相電壓，ia、ib、ic為變換器交流側(cè)三相電流，ea、eb、ec為變換器輸出的三相電壓。
通過坐標(biāo)變換將該數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，變換器在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為：
式中，ud、uq為三相電網(wǎng)電壓在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的投影；id、iq為變換器交流側(cè)三相電流在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的投影。
選取同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸與電網(wǎng)a相電壓矢量重合，則uq=O，式(3)可進(jìn)一步簡化為：
這說明當(dāng)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定時，控制了變換器d軸電流即控制了輸入的有功功率；控制了變換器q軸電流即控制了輸入的無功功率。若要實現(xiàn)單位功率因數(shù)控制，即輸入的無功功率為零，只要令變換器q軸電流設(shè)定值
即可。
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