摘要：在电力传动系统中，闭环的形式提供了一种恒功率负载，因在实现动态的负阻抗特性目标的同时往往也会引起不利的现象，如引起谐振，继而对电力系统造成电能质量降低或者电力供应出现波动性的问题。本文针对解决这一问题提出一种新的改善方法，即采用电流变化率进行控制，分别对电流变化率的控制方法以及相关的试验进行了分析和论述，以有效降低恒功率负载引发的问题，更好地实现电力供应的稳定性目标。
关键词：电力系统、电流变化率控制法
1引言
在闭环的电力传动系统中，由于转速恒定，因此会出现有恒功率负载所引发的负阻抗特征，这种现象会对电力供应带来不利的影响。为了更好地保证电力供应的稳定性，本文提出了一种电流变化率控制方法，通过在闭环的电力传动系统中加入控制环，实现对电流变化的限幅控制，因此可以实现对恒功率负载所引发的负阻抗特性有效控制的目标。
2电流变化率控制方法
电流变化率控制方法先是采用直流电网导纳来进行电流变化率的控制，之后在此方法基础上作进一步改进。
该方法的原理是通过控制电流变化率来调节恒功率负载的动态电阻范围，具体是在原有电机的闭环控制系统中加入电流变化率环，如图1所示。
图1 具有电流变化率控制环的结构图
改进型电流变化率控制法是在上述基本电流变化率控制法的基础上进一步改进，即通过在电流变化率的给定值前加入电流变化的限幅环节，如图2所示。
图2 改进型电流变化率控制系统结构图
3实验分析
采用电流传感器策略电网端的电流和电压，将电流变化率控制法在实验机上进行检测，并与原始双闭环控制法以及增大滤波电容的方法进行了对比，得到实验结果如下图3。
图3 电流变化率控制法、系统原始双闭环控制法以及增大滤波电容的方法的波形图
图3中（a）所示波形图为系统原始双闭环控制法，图像表明当电机突然增加时，电网的稳定性在瞬间没有受到特别大的影响，而当负载突然增加时，等效动态阻抗表现出明显的瞬间上升现象，因此说明发生了负阻抗效应，继而造成电力系统中电流和电压的震荡性。由于电流的振幅高达45A，电压的振幅高达40V，因此不能满足电网对电流和电压变化指标的稳定性要求。图3中（b）所示波形图为增大滤波电容法，图像表明当电机负载突然增加时，等效动态阻抗表现出明显的瞬间上升现象，说明发生了负阻抗效应，该方法对电流变化的响应时间较短，使电力传动系统的性能得到改善。但是在负载出现突变的瞬间，电流和电压的瞬间变化振幅过大，同样不能很好地满足电网的稳定性要求。图3中（c）所示波形图为电流变化率控制法，图像表明当电机突然增加时，电网的电流和电压虽然受到一定程度的影响，但影响力较弱，电流的振幅仅为15A，电压的振幅仅为10V，因此可以满足电网对电流和电压变化指标的稳定性要求。图3中（d）所示波形图为改进型的电流变化率控制法，图像表明当电机突然增加时，电网的电流和电压基本稳定，没有出现瞬间较大的振荡。由此可见，改进型的电流变化率控制法相比于其他的方法最优，有效保证了电力传动系统电网运行的稳定性。
4结论
利用电流变化率控制法可以有效针对闭环电力传动系统中的电网稳定性问题作出改善，具有较强的应用意义和价值。
参考文献:
[1]航空电源负载特性及电网稳定性的研究，王娜，北京：北京航空航天大学，2014
[2]Stability Criterion for Cascaded System With Constant Power Load，Du W j，Zhang Y,，et al. IEEE Trans. on Power Electronics，2013，28（4）
[3]Negative Input-resistance Compensator for a constant Power Load，Liu X，Andrew J，Andrew M. IEEE Trans. on Ind. Electron.，2007，54（6）
论文作者:刘娜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：电流论文; 电网论文; 闭环论文; 负载论文; 阻抗论文; 电压论文; 方法论文; 《电力设备》2018年第24期论文;