馬 榕

（長(zhǎng)治學(xué)院電子信息與物理系，山西 長(zhǎng)治 046011）

0 引言

由于電網(wǎng)的快速發(fā)展，生產(chǎn)和生活中的關(guān)鍵和敏感電荷負(fù)載日益增加，這些電荷的增加對(duì)電源的可靠性和電源的質(zhì)量提出了更高的要求。鋼鐵廠，石化廠，電解鋁廠和其他大型企業(yè)占關(guān)鍵負(fù)荷的大部分，因此對(duì)電源的要求非常高。面對(duì)這種情況，必須由數(shù)字和復(fù)雜的設(shè)備制造廠代替電源的可靠性。對(duì)于敏感負(fù)載的特性，多數(shù)要求在電源的電能質(zhì)量。而關(guān)聯(lián)敏感負(fù)載的電源的可靠性和電能的質(zhì)量，也是需要解決的問(wèn)題之一，因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)這些負(fù)載電荷進(jìn)行了大量研究。

電網(wǎng)運(yùn)行的可控性以及對(duì)電網(wǎng)需求側(cè)的響應(yīng)等挑戰(zhàn)，因此必須根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展尋求解決辦法。解決時(shí)首先需要觀察其配電時(shí)的負(fù)載是否滿足電源的質(zhì)量規(guī)定，才能進(jìn)行下一步操作，除此之外，還要實(shí)現(xiàn)全面的電源方案可控性和可能性，從而提高配電網(wǎng)絡(luò)的智能性，提高運(yùn)營(yíng)效率。

1 設(shè)定指定量區(qū)間

在分析電力系統(tǒng)級(jí)別的穩(wěn)定電源的可行性時(shí)，可以根據(jù)島上每個(gè)轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)狀態(tài)來(lái)規(guī)劃其輸出端口，根據(jù)輸出端口建立正確的供電模型，島上的每個(gè)轉(zhuǎn)換器都被視為受控源，需要著重于每個(gè)轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換時(shí)的專屬特性，來(lái)建立正確的可靠供電島電路圖，如圖1所示，該電路圖是以雙負(fù)載為基礎(chǔ)的等效電路。

圖1 可控供電島的等效電路

由表1可見(jiàn)，綜合所有變量對(duì)目標(biāo)量的影響，其設(shè)定的區(qū)間始終是處在一定的限定條件內(nèi)，即在指定的條件內(nèi)可以隨意變化調(diào)節(jié)，整個(gè)變化區(qū)間看起來(lái)非常的小，因此補(bǔ)償值也十分有限，因此在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)越界現(xiàn)象。

表1 參數(shù)指令量變化區(qū)間

2 設(shè)定指定量參數(shù)

將可靠供電島的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置是對(duì)可靠供電島進(jìn)行調(diào)節(jié)的關(guān)鍵性步驟，變換器C1，C2主要調(diào)節(jié)供電島的正常狀態(tài)電壓變化，保持其在任何條件下都能穩(wěn)定操作，變換器C3主要是控制差值較大的情況下各個(gè)電流的變化，由于電壓對(duì)整個(gè)供電島的影響非常大，所以在C3控制的同時(shí)還需要選取變換器C4，C5進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)，為整個(gè)供電島提供支持，將各類型變換器循環(huán)使用，從而使整個(gè)可靠供電島的運(yùn)行過(guò)程整體優(yōu)化，因此需要設(shè)定指定量的參數(shù)。

可靠供電島在運(yùn)行過(guò)程中需要進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，保證其在運(yùn)行中可以不斷調(diào)節(jié)島內(nèi)的輸入輸出電源，將整個(gè)供電島的功率調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)值，保證其運(yùn)行在指定的區(qū)間內(nèi)，在優(yōu)化時(shí)，還需要提前調(diào)整供電島的變換器。據(jù)上述目標(biāo)優(yōu)化設(shè)定島內(nèi)的指令量，可靠供電島參數(shù)如表2所示。

表2 可靠供電島指定量參數(shù)

3 調(diào)整拓?fù)涞墓╇娔Ｊ?/h2>

可靠的供電島本質(zhì)上是一種基于多轉(zhuǎn)換器控制的多轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，可靠的電源實(shí)現(xiàn)的基本功能取決于工作條件。將電路在不同情況下的電壓進(jìn)行支持性轉(zhuǎn)化，如果此時(shí)電路處在負(fù)載的條件下，需要將端口的電流進(jìn)行第一次轉(zhuǎn)化，從而使其支持目前的電路條件。當(dāng)電路在正常運(yùn)行的條件下，就不需要進(jìn)行支持性轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同條件下的穩(wěn)定性也不同，穩(wěn)定性是決定其工作模式和工作狀態(tài)的基礎(chǔ)，因此需要基于各種工作條件下的基本功能和工作模式建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)每個(gè)轉(zhuǎn)換器的控制策略，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電源的全部功能基礎(chǔ)。

可靠供電島的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是靈活且可變的?？梢耘渲酶鞣N數(shù)量的電源和負(fù)載，并用高速電子開(kāi)關(guān)替換LPC，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用得出并縮放拓?fù)?，再根?jù)等級(jí)需求提供可靠的電源，以滿足不同場(chǎng)景和不同負(fù)載的要求。

在驗(yàn)證時(shí)，分別選取幾種不同的情況進(jìn)行分別驗(yàn)證，本方法選取情況主要包括電路正常運(yùn)行、短路、負(fù)載短路三種。通過(guò)對(duì)控制策略進(jìn)行最優(yōu)的指令量設(shè)置分析，可靠供電島不僅可以在各種狀態(tài)下保持其狀態(tài)始終穩(wěn)定，而且可以在負(fù)載超標(biāo)時(shí)起到保護(hù)作用，將各個(gè)負(fù)載合理化，以確保供電島位于島上的每個(gè)轉(zhuǎn)換器的輸出電壓狀態(tài)正常，電流也在合理的范圍內(nèi)流動(dòng)。這種設(shè)計(jì)模式還消除了轉(zhuǎn)換器之間的功率循環(huán)，調(diào)節(jié)了孤島中無(wú)功功率的分布。但是，如果為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電源的最佳運(yùn)行而改變了穩(wěn)定電源的工作模式（從正常到電源短路，從正常到負(fù)載短路等），負(fù)載側(cè)電壓相位就會(huì)跳變。這其實(shí)也對(duì)敏感負(fù)載的運(yùn)行有害。因此，如果實(shí)際存在這種類型的負(fù)載，可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，優(yōu)先級(jí)排序可以控制供電時(shí)的可靠供電島的供電狀態(tài)，其主要是通過(guò)控制相角，改變負(fù)載狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述。本文采用的電子開(kāi)關(guān)可靠供電島拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以在各種工作條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電源供應(yīng)。與現(xiàn)有方法相比，本文提出的控制策略無(wú)需改變控制方式，只需將命令值設(shè)置為不同的值即可，大大簡(jiǎn)化了控制策略，實(shí)現(xiàn)了電源的連續(xù)供電，確保了交流母線電壓的穩(wěn)定性，從而使負(fù)載進(jìn)行穩(wěn)定供電。