微型电网功率调节系统的四象限运行动态特性研究

　　汽轮机等效模型包括温度控制、速度控制、加速度控制以及燃料控制等四个主要控制系统。根据转速误差，通过比较速度控制信号、加速度控制信号及温度控制信号，选择最小值作为燃料控制信号，最后通过燃料控制系统控制输入燃料量。汽轮机一方面输出 ，另一方面产生废热，并通过温度控制系统得到温度控制信号。

2.4 永磁发电机模型

　　永磁发电机常用于交流发电系统，如微汽轮机、风力发电机等。永磁体发电机原理与同步发电机原理相似，不同之处在于使用永磁体代替同步发电机的激励系统，并具有消除碳刷或滑环的好处。永磁体发电机动态方程可表示为：

　　(7)

　　　　　(8)

　　式中V_d，V_q为d轴和q轴电压，i_d，i_q为d轴和q轴电流，L_d，L_q为d轴和q轴漏电感，R为定子侧电阻，ω_r为转子角速度，λ为永磁体磁通量，P为极。

3 动态特性模拟

3.1 SimPowerSystems模块

　　与市电并联的微型电网SimPowerSystems模块结构如图5所示，Zone1的SimPowerSystems模块如图6所示。

3.2 模拟顺序

　　图7为模拟时序图，0秒时所有系统组件均连接到系统，此时PCS在第Ⅰ象限运行，实功率为正，虚功率也为正。10~15秒时PCS运行在第Ⅳ象限，实功率为正，虚功率为负。15~25秒时PCS运行在第Ⅲ象限，实功率为负，虚功率为负。25~30秒时PCS运行在第Ⅱ象限，实功率为负，虚功率也为正。

3.3 模拟结果

　　图7为系统四象限参数运行模拟的时序图，图7(a)和图7(c)为具有相同功率输出的两条汇流排，差别在于69kV汇流排提供了较多的实功率给变压器。图7(g)为微型电网实功率在-90kW和30kW之间的变化情况，其值等于微电源、功率调节系统、以及负载功率的总和。图7(e)为在设定从输出变成输入时功率调节系统的实功率。图7(i)和图7(k)的实功率均为常数，这是因为这些组件的实功率并未受到功率调节系统即系统输出功率变动的影响。图7(b)和图7(d)为具有相同虚功率输出的两条汇流排，差别在于69kV汇流排提供了较多的虚功率给变压器。图7(h)为微型电网虚功率在-50kVAR 与 50kVAR之间的变化情况，其值等于微电源、功率调节系统、以及负载功率的总和。图7(f) 为在设定从输出变成输入时功率调节系统的虚功率。图7(j)和图7(l)的虚功率几乎为常数，这是因为这些组件的虚功率并未受到功率调节系统即系统输出功率变动的影响。

4 结论

　　本文探讨了一个与市电并联的微型电网系统在功率调节系统四象限运行情况下的动态特性。研究结果表明该功率调节系统能在不影响其他系统组件的情况下进行四象限输出控制;此微电网系统也能稳定运行，各种微型电源运行形态与预计完全符合，为功率调节系统设计与应用提供重要参考。

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本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第1期第60页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。