在大规模新能源集中接入电网时,因弱电网线路的无功消耗会导致新能源并网点电压下降。为保证新能源的有效送出,在新能源并网点会集中接入SVC/SVG等无功补偿装置。然而,无功补偿对新能源并网变换器在弱电网条件下功率传输能力的提升力度及关键影响因素尚不明确。该文以新能源并网变换器为研究对象,首先分析它在不考虑无功补偿条件下并入弱电网时的功率传输特性,并重点探讨其极限输出功率的形成机理及其关键影响因素;其次,分析所接入的2种典型无功补偿装置(静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和静止无功发生器(static var generator,SVG))的工作机理,研究考虑无功补偿后新能源并网变换器的功率传输特性,并分析其极限输出功率与短路比、无功补偿装置容量、无功补偿装置类型的约束关系;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证论文理论分析的正确性。
由于滤波电容并联在负载侧的单相动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)有更好的滤波效果,因此针对该拓扑提出一种基于离散状态空间的负载电压控制策略。该控制策略包含两个方面,一方面采用离散状态反馈跟踪指令,另一方面采用前馈解耦抑制扰动。将实际控制系统中存在的滞后一拍当做新的状态变量参与反馈,增强了系统可控性。由于控制自由度足够,因此可根据阻尼比和带宽直接配置零极点,以获得更好的指令跟踪能力。由于负载电压是控制目标,电源电压和负载电流扰动会影响控制性能,因而采用前馈解耦的控制方法抑制扰动的影响。在1.5 kW的单相DVR实验装置上的实验结果验证了该控制策略的有效性。
