PSIM仿真：采用SVG电路模型优化设计

图3-19 SVG自励单变量控制仿真模型

建立了基于PSIM的SVG电路仿真模型，如图3-19所示。仿真系统参数：SVG额定容量±100kvar，交流电网额定线电压380V／50Hz，串联电感1mH，直流电容2200μF，损耗等效串联电阻0.0628Ω，三相三线两电平VSC结构，SPWM调制方式，即k_c＝6/4，单一控制角调节，调制深度恒为0.95，开关频率4950Hz。由式（3-40）可得无功功率对控制角的传递函数：

按照上节所述的降阶处理方法（校正方法一），上述传递函数可以简化为

因此，由式（3-41）和式（3-42）得到的调节器参数为τ＝0.00265，K＝2.17×10^-8。校正之后无功功率控制系统的开环传递函数如下式所示，图3-20a给出了仿真结果和校正后开环系统的伯德图。

从仿真结果可以看出，系统响应速度较慢。如果对传递函数不作降阶处理，则本例的传递函数可以分解为

显然，传递函数中包含一个惯性环节和一个二阶振荡环节。仍采用PI校正规律，则无功功率控制系统的开环传递函数为

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若把PI调节器的零点设置在惯性环节的转折频率处，使系统的微分零点与积分极点相抵消，即

τ＝1/38.2＝0.0262

此时，系统的开环幅频特性曲线将以-20dB／dec的斜率下降，直到二阶振荡环节的转折频率处（即501.5rad／s），然后以-60dB／dec的斜率下降。要使系统稳定，系统幅频特性必须以-20dB／dec的斜率穿越零分贝线，为了保证有足够的相角裕度，穿越频率可取为二阶振荡环节转折频率的十分之一：

ω_c＝ω_n/10＝50.15rad／s

于是，由下式

可得PI调节器的比例系数为：K＝5.9×10^-7。图3-20b为重新校正之后（校正方法二）的无功功率控制系统的仿真结果和开环系统伯德图。比较两图可以看出，重新校正之后的系统具有更高的穿越频率和更快的响应速度。校正之后无功功率控制系统的开环传递函数如下式所示。

图3-20 SVG自励单变量控制系统仿真结果及开环系统伯德图

a）校正方法一（τ＝0.00265，K＝2.17×10^-8） b）校正方法二（τ＝0.0262，K＝5.9×10^-7）