三相交流负载功率的数字化测量方法

对于三相三线制供电的交流负载,传统的功率测量方法是两功率表法,其测试电路如图1所示。测试原理是三相三线制供电时,线电流i_A+i_B+i_C=O,三相瞬时总功率P=P_A+P_B+P_C=U_A·i_A+U_B·i_B+U_C·i_C=图1U_A·i_A+U_B·i_B+U_C(—i_A—i_B)=U_(AC)·i_A+U_(BC)·i_B,三相总有功功率为 P=1/TPdt=1/T(U_(AC)·i_A+U_(BC)·i_B)dt=U_(AC)I_Acos+U_(BC)I_BcosB(式中_A 和_B 分别是 U_(AC)和 i_A 及 U_(BC)和i_B 的相位差)。

基于交流恒功率负载特性的交直流混合微电网系统大信号稳定性判据

交直流混合微电网系统中,大量电动机负载和变换器负载由受闭环控制的电力电子设备连接交流母线,具有负阻抗特性,可视为交流恒功率负载。这些负载在大扰动情况下类似正反馈,会增强扰动信号,降低系统稳定性,严重时甚至导致整个微电网系统无法正常工作。另一方面,储能单元是系统的惯性环节,合理控制可增强系统稳定性。为了保障并网运行的交直流混合微电网系统大信号稳定性,文中应用混合势函数方法提出储能单元互联变流器稳定控制策略,补偿交流恒功率负载的动态性能。首先,根据abc-dq坐标变换,分别得到交直流混合微电网系统在储能单元充放电状态的简化模型;接着,分别建立系统的混合势函数模型;最后应用第3稳定性定理,分别推导得到储能单元不同工作模式下的大信号稳定性判据。判据给出了滤波参数、交流恒功率负载功率、储能单元充放电功率、储能单元AC/DC变流器电流内环比例环节系数、电压外环比例环节系数的稳定限制条件。实验结果验证了所提大信号稳定性判据的正确性。

基于LCL滤波器的交流恒功率负载优化控制研究

传统交流恒功率负载模型的主电路未考虑滤波器优化,且电流内环控制应用PI(比例积分)调节器,调节速度较快时会引起严重超调,导致模型的通用性较差,暂态过程不准确。MPC(模型预测控制)动态响应快、超调较小、容易实现,为交流恒功率负载模型的电流内环引入MPC能够显著提高模型的暂态性能。因此,结合传统PI控制和MPC的优势,提出一种新的交流恒功率负载优化控制策略,电压外环控制应用PI调节器,电流内环控制应用MPC,主电路由交流侧带LCL滤波器的PWM(脉冲宽度调制)整流电路与电阻共同构成,LCL滤波器根据电感总量、电容和谐振频率进行设计。通过MATLAB仿真,在交流恒功率负载模型上分别应用所提出控制策略和电压、电流双PI控制策略进行对比,结果表明应用所提控制策略的交流恒功率负载模型有效提高了系统的鲁棒性,在受到干扰时具有快速恢复能力,且LCL滤波器能有效减小交流侧电流谐波失真,提高电能质量。