Описание

A 100-Mvar STATCOM регулирует напряжение на трехшинной 500-kV системе. 48-импульсный STATCOM использует преобразователь напряжения (VSC), созданный из четырех 12-импульсных трехуровневых инверторов GTO. Посмотрите внутри блока STATCOM, чтобы увидеть, как построен инвертор VSC. Четыре набора трехфазных напряжений, полученных на выходе четырех трехуровневых инверторов, подаются на вторичные обмотки четырёх фазосдвигающих трансформаторов (-15 °, -7,5 °, 7,5 °, + 7,5 o). Основные компоненты напряжений, получаемых на стороне 500 кВ трансформаторов, складываются по фазе последовательным соединением первичных обмоток. Для получения дополнительной информации о операции VSC см. power_48pulsegtoconverter пример.

Во время статической операции система управления STATCOM поддерживает основной компонент напряжения VSC в фазе с напряжением системы. Если напряжение, генерируемое VSC, выше (или ниже), чем напряжение системы, STATCOM генерирует (или поглощает) реактивную степень. Величина реактивной степени зависит от величины напряжения VSC и от реактивных утечек трансформатора. Основной компонент напряжения VSC управляется путем изменения напряжения шины постоянного тока. В порядок изменения постоянного напряжения и, следовательно, реактивной степени, угол напряжения VSC (альфа), который обычно поддерживается близким к нулю, временно сдвигается по фазе. Эта задержка напряжения VSC или вывод создает временный поток активной степени, который приводит к увеличению или уменьшению напряжений конденсатора.

Один из трех источников напряжения, используемых в эквивалентах системы 500 кВ, может быть изменен в порядок, чтобы наблюдать динамическую реакцию STATCOM на изменения напряжения системы. Откройте меню «Программируемый источник напряжения» и проверьте последовательность программируемых шагов напряжения.

Симуляция

Динамический ответ STATCOM

Запустите симуляцию и наблюдайте форму волны на блоке scope STATCOM. STATCOM находится в режиме управления напряжением, и его опорное напряжение устанавливается на Vref = 1.0 pu. Падение напряжения регулятора составляет 0,03 pu/100 VA.There, когда рабочая точка STATCOM изменяется с полностью емкостной (+ 100 Mvar) на полностью индуктивную (-100 Mvar), напряжение STATCOM изменяется между 1-0,03 = 0,97 pu и 1 + 0,03 = 1,03 pu.

Первоначально программируемый источник напряжения устанавливается на уровне 1.0491 pu, в результате чего напряжение 1.0 pu в клеммах SVC, когда STATCOM не работает. Когда ссылка напряжение Vref установлена на 1,0 pu, STATCOM первоначально плавает (нуль току). Напряжение постоянного тока составляет 19,3 кВ. При t = 0,1 с напряжение внезапно уменьшается на 4,5% (0,955 пу номинального напряжения). SVC реагирует путем генерирования реактивной степени (Q = + 70 Mvar), чтобы поддерживать напряжение на уровне 0,979 pu. 95% времени урегулирования составляет приблизительно 47 мс. При этой точке напряжение постоянного тока увеличилось до 20,4 кВ. Затем на t = 0,2 с напряжение источника увеличивается до 1,045 pu его номинального значения. SVC реагирует путем изменения своей рабочей точки с емкостной на индуктивную в порядок, чтобы сохранить напряжение на уровне 1.021 pu. На данной точке STATCOM поглощает 72 Mvar, и напряжение постоянного тока снижается до 18,2 кВ. Наблюдайте на первой трассировке, показывающей основное напряжение и ток STATCOM, что ток изменяется с емкостного на индуктивный примерно за один цикл. Наконец, на t = 0,3 с напряжение источника в наборе назад к его номинальному значению и рабочая точка STATCOM возвращается к нулю Mvar.

Если вы посмотрите внутрь подсистемы «Signals and Scopes», у вас будет доступ к другим управляющим сигналам. Заметьте переходные изменения альфа- угла, когда напряжение постоянного тока увеличивается или уменьшается, порядку изменять реактивные степени. Установившееся значение альфа (0,5 степени) является сдвигом фазы, необходимым для поддержания небольших потерь трансформатора и конвертера, компенсирующих активный поток степени.

Как регенерировать начальные условия

Начальные состояния, необходимые для запуска этого примера в установившемся состоянии, были сохранены в файле «power_statcom_gto48p.mat». Когда вы открываете этот пример, коллбэк InitFcn (в свойствах модели/обратных вызовах) автоматически загружает в вашу рабочую область содержимое этого .mat файла (переменная «xInitial»).

Если вы измените эту модель или измените значения параметров компонентов степени, начальные условия, сохраненные в переменной «xInitial», перестанут быть действительными, и Simulink ® выдаст сообщение об ошибке. Чтобы регенерировать начальные условия для измененной модели, выполните следующие шаги:

1. В меню Simulation/Configuration Parameters/Data Import/Export Parameters снимите флажок «Initial state» и проверьте параметр «Final states».

2. В меню Programmable Voltage Source отключите шаги напряжения источника путем установки параметра «Time variation of» на «none».

3. Убедитесь, что время остановки симуляции составляет 0,4 секунды. Обратите внимание, что в порядок генерации начальных условий, когерентных с углами фазы источника напряжения 60 Гц, время остановки должно иметь целое число 60 Гц циклов.

4. Запустите симуляцию. Когда симуляция завершена, проверьте, что устойчивое состояние достигнуто, посмотрев на формы волны, отображенные на возможностях. Конечные состояния, которые были сохранены в структуре «xFinal» со временем, могут использоваться в качестве начальных состояний для будущих симуляций. Выполнение следующих двух команд копирует эти окончательные условия в «xInitial» и сохраняет эту переменную в новом файле (myModel_init.mat).

>> xInitial=xFinal;

>> save myModel_init xInitial

5. В окне File/Model Properties/Callbacks/InitFcn смените линию «xInitial = init_power_statcom_gto48p» на «load myModel_init.mat.» При следующем открытии этой модели переменная xInitial, сохраненная в файле myModel_init.mat, будет загружена в вашу рабочую область.

6. В меню Simulation/Configuration Parameters выберите «Initial state».

7. Запустите симуляцию и проверьте, что ваша модель начинается в установившемся состоянии.

8. В меню Programmable Voltage Source установите параметр «Time variation of» назад на «Amplitude».

9. Сохраните модель.