基于負(fù)序電流補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)風(fēng)電變流器故障容錯(cuò)控制研究

洪晶 付晗

摘 要：本文將詳細(xì)介紹并聯(lián)風(fēng)電變流器的故障容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制的具體搭建，通過(guò)專業(yè)的研究與調(diào)查，精準(zhǔn)找出負(fù)序電流補(bǔ)償下并聯(lián)風(fēng)電變流器故障容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制的仿真驗(yàn)證，如改善容錯(cuò)控制、消除故障橋臂等，從而有效增強(qiáng)并聯(lián)風(fēng)電變流器的故障容錯(cuò)效果。

關(guān)鍵詞：故障容錯(cuò)控制;并聯(lián)風(fēng)電變流器;負(fù)序電流補(bǔ)償

引言：針對(duì)并聯(lián)風(fēng)電變流器的故障容錯(cuò)控制而言，若技術(shù)人員采用負(fù)序電流補(bǔ)償方式，可合理分析出該類變流器的負(fù)序補(bǔ)償過(guò)程，有效改善故障容錯(cuò)機(jī)制的建設(shè)效果，探索出該類并聯(lián)風(fēng)電變流器的內(nèi)部不足，及時(shí)解決其實(shí)際運(yùn)行時(shí)遭遇的各項(xiàng)問(wèn)題。

1搭建并聯(lián)風(fēng)電變流器的故障容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制

1.1故障容錯(cuò)特征

在搭建并聯(lián)風(fēng)電變流器的故障容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制的過(guò)程中，相關(guān)人員適時(shí)找出故障容錯(cuò)特征。一般來(lái)講，在并聯(lián)2臺(tái)變流器時(shí)，該類變流器若產(chǎn)生開路故障，相關(guān)變流器仍會(huì)保持正常，當(dāng)變流器中的相橋臂出現(xiàn)故障，該二極管在經(jīng)過(guò)短暫續(xù)流后，其電流將降至0。依照并聯(lián)風(fēng)電變流器故障容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制內(nèi)的故障容錯(cuò)特征來(lái)說(shuō)，當(dāng)變流器形成單相開路故障以后，其變流器內(nèi)部的有功功率會(huì)出現(xiàn)2次脈動(dòng)現(xiàn)象，技術(shù)人員需對(duì)該程序?qū)嵭胁煌潭鹊囊种?。針?duì)多變流器內(nèi)部的并聯(lián)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在組建故障變流器的容錯(cuò)運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)其生成的負(fù)序電流將會(huì)利用非故障變流器而產(chǎn)生方向相反的負(fù)序電流補(bǔ)償，該類補(bǔ)償將使并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)的總負(fù)序電流值降至0。因此，針對(duì)當(dāng)前存在的多變流器下的并聯(lián)系統(tǒng)而言，若非故障變流器可為故障變流器內(nèi)部的負(fù)序電流實(shí)行合理補(bǔ)償，可有效達(dá)到三相電流的平衡，在并聯(lián)變流器運(yùn)行過(guò)程中，其運(yùn)行功率將產(chǎn)生極大改變，非故障變流器較難切實(shí)完善故障變流器內(nèi)部的負(fù)序電流補(bǔ)償，也就是說(shuō)并網(wǎng)總電流內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)負(fù)序分量，該系統(tǒng)內(nèi)的有功功率即會(huì)存有2倍頻脈動(dòng)[1]。

1.2容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制下的實(shí)現(xiàn)條件

從網(wǎng)側(cè)變流器的角度上看，其主要的控制目標(biāo)屬保證直流側(cè)電壓的穩(wěn)定度，并維持并網(wǎng)變流器內(nèi)部的三相功率的內(nèi)部平衡。依照并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部的負(fù)序電流補(bǔ)償度，技術(shù)人員可采用2種控制模式來(lái)完成容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制內(nèi)部的各項(xiàng)內(nèi)容，即其可采用與負(fù)序電流相關(guān)的全補(bǔ)償、與負(fù)序電流相關(guān)的次補(bǔ)償，針對(duì)前者來(lái)說(shuō)，在使用負(fù)序電流下的全補(bǔ)償時(shí)，可有效實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)系統(tǒng)的三相電流平衡，適時(shí)消減直流母線內(nèi)的電壓脈動(dòng)，精準(zhǔn)縮減2-3倍的頻功率脈動(dòng);而從后者角度上看，當(dāng)負(fù)序電流內(nèi)部產(chǎn)生欠補(bǔ)償狀態(tài)時(shí)，并網(wǎng)有功功率則存有不同程度的脈動(dòng)，即并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部的負(fù)載功率存在增加狀態(tài)時(shí)，該系統(tǒng)非故障交流器難以完成故障變流器負(fù)序電流的補(bǔ)償，降低了并網(wǎng)三相功率的平衡性，導(dǎo)致直流母線產(chǎn)生了2倍的頻脈動(dòng)。技術(shù)人員為更好地找出容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制下的實(shí)現(xiàn)條件，要借助并網(wǎng)系統(tǒng)開展并聯(lián)豐電器故障容錯(cuò)試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)其內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的合理把控，有效增強(qiáng)容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制的應(yīng)用效果。

1.3優(yōu)化故障容錯(cuò)補(bǔ)償方法

在使用2臺(tái)變流器內(nèi)部并聯(lián)網(wǎng)側(cè)變流器期間，相關(guān)人員應(yīng)精準(zhǔn)找出故障容錯(cuò)補(bǔ)償方式。比如，針對(duì)并聯(lián)變流器內(nèi)部系統(tǒng)可用度的故障容錯(cuò)管控而言，相關(guān)人員應(yīng)依照電壓外環(huán)比例積分中的調(diào)節(jié)器來(lái)完成軸電流輸出，再依照并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)功率荷率來(lái)挑選出合適的管控模式，并根據(jù)并聯(lián)體系內(nèi)的管控方式來(lái)獲取該系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)變流器的軸電流負(fù)、正序分量給定值，再利用坐標(biāo)變換來(lái)完善三相靜止坐標(biāo)內(nèi)的電流指令，繼而適時(shí)完善對(duì)直流信號(hào)的無(wú)差穩(wěn)態(tài)控制。在使用諧振調(diào)節(jié)器的過(guò)程中，其內(nèi)部電流可適時(shí)獲取合適的調(diào)制指令，并采用正脈寬調(diào)制法來(lái)完善調(diào)試形態(tài)，在具體應(yīng)用中，雖然網(wǎng)側(cè)變流器、機(jī)側(cè)的內(nèi)部管控結(jié)構(gòu)存有差異，但其采取的故障容錯(cuò)補(bǔ)償方式存在較大相似，該類結(jié)構(gòu)都能適時(shí)改進(jìn)變流器內(nèi)的各項(xiàng)電流指令，增強(qiáng)變流器故障容錯(cuò)效果。

1.4改進(jìn)變流器內(nèi)部電流指令

在了解到容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制的實(shí)現(xiàn)條件與故障容錯(cuò)特征后，技術(shù)人員應(yīng)利用不同管控模式中的變流器功率約束，要合理改善變流器內(nèi)部的電流指令，增強(qiáng)變流器控制模式使用的科學(xué)性。一般來(lái)講，由于控制模式不同，并聯(lián)電流器內(nèi)部的電流功率與指令都存在著較大差別，相關(guān)人員應(yīng)利用具體的總功率、電流來(lái)完成變流器內(nèi)部功率極限值的設(shè)定。比如，當(dāng)系統(tǒng)總功率為0.5p.u.或小于該項(xiàng)數(shù)值時(shí)，該故障生成的負(fù)序電流可精準(zhǔn)完成對(duì)非故障負(fù)序電流的補(bǔ)償，也就是說(shuō)，在該并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)該階段并不存有真正的負(fù)序電流;若系統(tǒng)總功率超出0.5p.u.，該類故障的最高運(yùn)行功率為0.5p.u.，在保證該功率運(yùn)行條件不變的情況下，其系統(tǒng)總功率中的50%以上額定容量多為非故障系統(tǒng)提供，繼而適時(shí)縮減負(fù)序補(bǔ)償電流值，也適時(shí)降低補(bǔ)償故障，提升并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部的負(fù)序電流。因此，技術(shù)人員在改善變流器內(nèi)的電流指令時(shí)，要利用正確的系統(tǒng)總功率變化來(lái)科學(xué)管控該項(xiàng)數(shù)值，有效提升變流器內(nèi)部電流指令的精準(zhǔn)度[2]。

2負(fù)序電流補(bǔ)償下并聯(lián)風(fēng)電變流器故障容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制的仿真驗(yàn)證

2.1改善容錯(cuò)控制

為更好地找出并聯(lián)風(fēng)電變流器故障容錯(cuò)補(bǔ)償系統(tǒng)的應(yīng)用效果，技術(shù)人員可根據(jù)適宜的負(fù)序電流補(bǔ)償來(lái)開展數(shù)據(jù)仿真驗(yàn)證，繼而改進(jìn)容錯(cuò)控制。一般來(lái)講，從橋臂開路故障上看，在實(shí)行數(shù)據(jù)仿真試驗(yàn)期間，變流器會(huì)依照順序來(lái)實(shí)行容錯(cuò)模式與正常模式，比如，在0.5-0.6s間采用容錯(cuò)模式、0-0.5s間選用正常模式，在完成兩類運(yùn)行狀態(tài)的應(yīng)用后，相關(guān)人員可精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)橋臂開路故障多出現(xiàn)在0.5s時(shí)，從傳統(tǒng)容錯(cuò)控制的角度上看，在產(chǎn)生故障以后，需將與該故障相關(guān)的程序?qū)嵭姓w切除，若采用該項(xiàng)方式不但降低了故障清除的精準(zhǔn)性，還會(huì)增加額外的故障隱患，而在采用合適的容錯(cuò)控制機(jī)制后，其故障清除的空間將獲得增加，有效提升故障剔除的準(zhǔn)確性，并保障了其內(nèi)部電流的應(yīng)用范圍?？偠灾诓捎米兞髌鏖_展故障容錯(cuò)控制后，技術(shù)人員可適時(shí)改善系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行功率值，解決并聯(lián)風(fēng)電變流器的內(nèi)部故障，提升其運(yùn)行效果的同時(shí)，更好地維護(hù)三相總電流平衡，使其內(nèi)部的負(fù)序電流得到一定程度的補(bǔ)償，改善三相電流的對(duì)稱性。

2.2消除故障橋臂

利用對(duì)風(fēng)電變流器內(nèi)部故障容錯(cuò)機(jī)制的合理驗(yàn)證，技術(shù)人員可運(yùn)用有效性措施切實(shí)改善故障容錯(cuò)機(jī)制，還可運(yùn)用該機(jī)制原理來(lái)縮減故障橋臂，提升該容錯(cuò)機(jī)制的運(yùn)用效果。具體來(lái)看，在應(yīng)用故障容錯(cuò)機(jī)制的過(guò)程中，相關(guān)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)支路故障中并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)存有三相電流波形，若在0.5s時(shí)該線路產(chǎn)生故障，當(dāng)使用改良后的容錯(cuò)控制系統(tǒng)時(shí)，可發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)內(nèi)僅相臂遭到切除，系統(tǒng)內(nèi)部的其他部分繼續(xù)工作，有效提升并聯(lián)風(fēng)電流器內(nèi)的運(yùn)行質(zhì)量，適時(shí)改善三相總電流的平衡性。在完成并聯(lián)風(fēng)電變流器內(nèi)部運(yùn)行的各項(xiàng)控制后，技術(shù)人員可精準(zhǔn)比較不同階段的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)并聯(lián)變流器內(nèi)部存有故障時(shí)，傳統(tǒng)解決故障的方式會(huì)降低防護(hù)效果，也難以保證負(fù)序電流的補(bǔ)償與持續(xù)性運(yùn)行，降低其運(yùn)行的整體效果，而在采用合適的故障容錯(cuò)機(jī)制后，其能適時(shí)關(guān)注并聯(lián)風(fēng)電變流器的運(yùn)行過(guò)程，及時(shí)解決其內(nèi)部帶有的各項(xiàng)問(wèn)題，在提升該變流器運(yùn)行質(zhì)量的基礎(chǔ)上，改善負(fù)序電流的補(bǔ)償水平，為此后電流運(yùn)行的控制增強(qiáng)數(shù)據(jù)支撐。

總結(jié)：綜上所述，在組建并聯(lián)風(fēng)電變流器故障容錯(cuò)機(jī)制期間，技術(shù)人員需適時(shí)選用負(fù)序電流補(bǔ)償?shù)幕拘螒B(tài)，利用該故障容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制的適時(shí)調(diào)整，有效增強(qiáng)并聯(lián)風(fēng)電變流器的應(yīng)用水平，并利用適宜的仿真驗(yàn)證強(qiáng)化了故障容錯(cuò)補(bǔ)償機(jī)制的使用效果。

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