采用APF和SVC改善微网电能质量

图4　空间矢量脉冲宽度调制SVPWM

图中各个子系统作用依次是：“N1”判断电压参考向量在六边形(针对三相三线制线路)的哪个扇区;“XYZ”选定开关向量;“Subsystem”计算各个开关向量的作用时间;“Subsystem1”选定开关向量的作用顺序;“produce PWM”发出触发脉冲。

2SVC的工作原理

SVC装置一般并联于电路中，可以快速连续的调节无功功率来维持线路电压水平恒定，具有性价比高、技术成熟和可靠性高等优良性能[13]。

SVC的构成形式很多，但基本元件是晶闸管控制的电抗器TCR(thyristor controlle dreactor)和晶闸管投切的电容器TSC(thyristor switched capacitor)。图5为SVC基本构成，滤波器的引入是为了消除系统产生的谐波。

图五 SVC基本构成

晶闸管控制电抗器(TCR型)是根据母线上无功功率的变化，控制晶闸管的触发角a调节电抗器的感性无功。晶闸管投切电容器(TSC型)是根据负荷感性无功功率的变化，通过反并联晶闸管来投入或切除电容器。SVC将TCR和TSC共同配合，克服了之前单靠电容器投切的进行无功补偿的不连续性，利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和电容器的容量，使所需无功功率作随机调整，从而维持系统或负荷侧电压的稳定。

3 实验算例

在天津大学智能电网教育部重点实验室的微网实验室做实验结果如下。

(1)构建的孤立运行模式下的微网系统，具体参数如表1所示。

表一 孤岛模式下微网参数

在负荷无功需求为Q=100var时，故障录波仪所得系统电压(a相)和电流(a相)波形如图6所示。由图可知，系统电压基本满足要求，但电流畸变度达7.25%。

图六 微网独立运行时系统电压电流模型

将电能质量改善系统添加到微网后，所得系统电压(a相)和电流(a相)波形，如图7所示。由图可知系统的电流畸变度降至1.55%，电流电能质量得到提高。

图7　联合系统应用于微网后系统电压电流波形

由图6和图7可以明显看出将电能质量改善系统应用于孤岛模式下的微网后，系统电压可稳定在一定的范围内，系统电流畸变程度大大降低，微网整体电能质量有较大的提高。

(2)微网在并网运行时，由于大电网的影响，所组成系统的电流畸变度达2.5%，加上本文所提其电能质量改善系统后，电流畸变度降至1.21%。

4 结语

本文微网(运行于孤岛模式)进行电能质量研究，在综合考虑电能质量改善的效果和经济性后，采用APF接在分布式电源侧快速实时实现谐波滤除功能。实验结果表明，加入电能质量改善系统的微网系统电压保持稳定，电流畸变大大降低，微网电能质量有了明显提高，从而验证了电能质量改善系统的有效性。

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