專利名稱：一種statcom電流跟蹤補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力電子裝置控制的技術(shù)領(lǐng)域。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
STATCOM的補(bǔ)償電流檢測(cè)方法廣泛采用的是基于瞬時(shí)無(wú)功功率的傳統(tǒng)ip_iq運(yùn)算方式及其改進(jìn)方法。傳統(tǒng)的ip-1q檢測(cè)補(bǔ)償電流的方法原理如圖3所示，其基本步驟如下采集A相電壓Ua，通過(guò)一個(gè)鎖相環(huán)(PLL)獲取Ua的相角，并由它產(chǎn)生與Ua同相位的正、余弦信號(hào)，可得
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C=. ;對(duì)負(fù)荷側(cè)的三相電流進(jìn)行Clark變換，求出a ^坐標(biāo)下對(duì)應(yīng)的電 -coscof — sin w/_
流值，再作Park變換得到電流的有功分量和無(wú)功分量；將電流的有功分量經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器，獲得電流的基波直流分量；通過(guò)Park逆變換和Clark逆變換求得三相坐標(biāo)下的基波有功電流分量，將原三相電流減去基波有功電流分量，可求得STATCOM需要的補(bǔ)償電流。分析傳統(tǒng)的ip-1q檢測(cè)補(bǔ)償電流的方法可知該方法只采集系統(tǒng)A相的電壓Ua，通過(guò)一個(gè)鎖相環(huán)獲取Ua相角，獲得與A相同相位的正、余弦信號(hào)。當(dāng)三相電壓不平衡時(shí)，此方法檢測(cè)不精確。首先，只針對(duì)三相電壓中A相電壓進(jìn)行處理，雖然檢測(cè)的步驟變得簡(jiǎn)單，但是，使得獲得的結(jié)果受A相電壓變化波動(dòng)大。其次，鎖相環(huán)的使用加大了電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試的難度。目前，STATCOM的控制方法有兩種間接電流控制和直接電流控制。間接電流控制方法是通過(guò)控制逆變器的電壓相位，從而控制STATCOM輸出的無(wú)功電流。其特點(diǎn)是開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)頻率低，系統(tǒng)響應(yīng)速度較慢。直接電流控制STATCOM是通過(guò)電流內(nèi)環(huán)使STATCOM輸出的無(wú)功電流跟蹤指令電流的變化，同時(shí)通過(guò)控制STATCOM輸出的有功電流保持直流電壓的穩(wěn)定。直接電流控制的響應(yīng)速度快，但是開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)頻率較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法，其目的是在系統(tǒng)電壓不對(duì)稱情況下，精確檢測(cè)出系統(tǒng)所需要的補(bǔ)償電流，并能快速跟蹤、補(bǔ)償系統(tǒng)所需要的電流。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采取的技術(shù)方案為本發(fā)明所提供的STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法，其步驟為(I)、采集公共連接點(diǎn)P處的三相相電壓和三相相電流，負(fù)載側(cè)的三相相電流以及STATCOM直流側(cè)電容電壓；(2)、依據(jù)采集到的P點(diǎn)三相相電壓，通過(guò)提取三相基波正序電壓作為同步參考信號(hào)進(jìn)行Clark變換,利用基波正序電壓的初相角與a 0坐標(biāo)下基波正序電壓分量的關(guān)系，計(jì)算出一組與三相正序基波電壓分量同頻同相的正、余弦信號(hào)，獲得變換矩陣；
(3)、對(duì)采集到的P點(diǎn)三相電流進(jìn)行電流處理模塊處理，獲得系統(tǒng)需要的補(bǔ)償電流的d軸有功分量和q軸無(wú)功分量；(4)、負(fù)載側(cè)采集到的三相相電流經(jīng)過(guò)abc/dq坐標(biāo)變換后，斷開(kāi)d軸電流分量，對(duì)q軸電流分量進(jìn)行低通濾波器處理，得到所需補(bǔ)償電流的q軸直流參考信號(hào)iqref ；(5 )、將STATCOM直流側(cè)電容電壓的反饋值與其指令值進(jìn)行比較，誤差經(jīng)過(guò)比例積分環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)后的輸出作為STATCOM輸出參考電流d軸的直流分量idref ；(6)、對(duì)補(bǔ)償電流的d軸有功分量和q軸無(wú)功分量分別進(jìn)行電流的模糊PI控制處理，獲得STATCOM的電壓控制量在dq坐標(biāo)下的d軸分量Ud和q軸分量Uq,對(duì)Ud和Uq進(jìn)行dq/abc變換，利用電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，控制STATCOM的輸出。以上所述步驟(3)中對(duì)三相相電流進(jìn)行電流處理模塊，其具體方式為采集到的三相相電流，經(jīng)過(guò)abc/dq變換后，將d軸的電流分量經(jīng)過(guò)低通濾波器處理得到直流電流分量，再經(jīng)過(guò)dq/abc變換后得到三相基波有功電流；將原采集到的三相相電流減去基波有功電流可得到三相電網(wǎng)需要補(bǔ)償?shù)碾娏鳎俳?jīng)過(guò)abc/dq變換即可得到補(bǔ)償電流的有功分量和無(wú)功分量。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，拓展了傳統(tǒng)的ip-1q無(wú)功電流檢測(cè)方法，使檢測(cè)結(jié)果不受三相電網(wǎng)電壓不對(duì)稱的影響，在電網(wǎng)電壓發(fā)生不對(duì)稱時(shí)，仍然使STATCOM的補(bǔ)償電流具有準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果；采用直接電流控制方法，使得逆變器輸出電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快；由于利用SVPWM技術(shù)生成控制信號(hào)控制STATCOM的輸出，因此STATCOM直流電容電壓的利用效率高，同時(shí)直流側(cè)電容電壓采用比例積分調(diào)節(jié)，又能保持其平衡和穩(wěn)定。


下面對(duì)本說(shuō)明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容作簡(jiǎn)要說(shuō)明 圖1為發(fā)明的STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法示意圖；圖2為圖1中的STATCOM主電路原理示意圖；圖3為傳統(tǒng)ip-1q無(wú)功電流檢測(cè)方法原理圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1、圖2所示的本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明是一種STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)以下發(fā)明目的在系統(tǒng)電壓不對(duì)稱情況下，精確檢測(cè)出系統(tǒng)所需要的補(bǔ)償電流，并能快速跟蹤、補(bǔ)償系統(tǒng)所需要的電流，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為本發(fā)明的STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法，其步驟為(I)、采集公共連接點(diǎn)P處的三相相電壓和三相相電流，負(fù)載側(cè)的三相相電流以及STATCOM直流側(cè)電容電壓；(2)、依據(jù)采集到的P點(diǎn)三相相電壓，通過(guò)提取三相基波正序電壓作為同步參考信號(hào)進(jìn)行Clark變換,利用基波正序電壓的初相角與a 0坐標(biāo)下基波正序電壓分量的關(guān)系，計(jì)算出一組與三相正序基波電壓分量同頻同相的正、余弦信號(hào)，獲得變換矩陣；采集公共連接點(diǎn)處的三相相電壓Ua、Ub、U。，經(jīng)過(guò)電壓處理模塊可得到變換矩陣，其具體為三相不對(duì)稱電壓中基波正序電壓分量％+、％+、％+為
權(quán)利要求
1.一種STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法，其特征在于該方法的步驟為 1)、采集公共連接點(diǎn)P處的三相相電壓和三相相電流，負(fù)載側(cè)的三相相電流以及STATCOM直流側(cè)電容電壓； 2)、依據(jù)采集到的P點(diǎn)三相相電壓，通過(guò)提取三相基波正序電壓作為同步參考信號(hào)進(jìn)行Clark變換，利用基波正序電壓的初相角與a ^坐標(biāo)下基波正序電壓分量的關(guān)系，計(jì)算出一組與三相正序基波電壓分量同頻同相的正、余弦信號(hào)，獲得變換矩陣； 3 )、對(duì)采集到的P點(diǎn)三相電流進(jìn)行電流處理模塊處理，獲得系統(tǒng)需要的補(bǔ)償電流的d軸有功分量和q軸無(wú)功分量； 4)、負(fù)載側(cè)采集到的三相相電流經(jīng)過(guò)abc/dq坐標(biāo)變換后，斷開(kāi)d軸電流分量，對(duì)q軸電流分量進(jìn)行低通濾波器處理，得到所需補(bǔ)償電流的q軸直流參考信號(hào)iqref ； 5)、將STATCOM直流側(cè)電容電壓的反饋值與其指令值進(jìn)行比較，誤差經(jīng)過(guò)比例積分環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)后的輸出作為STATCOM輸出參考電流d軸的直流分量idref ； 6)、對(duì)補(bǔ)償電流的d軸有功分量和q軸無(wú)功分量分別進(jìn)行電流的模糊PI控制處理，獲得STATCOM的電壓控制量在dq坐標(biāo)下的d軸分量Ud和q軸分量Uq,對(duì)Ud和Uq進(jìn)行dq/abc變換，利用電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，控制STATCOM的輸出。
2.按照權(quán)利要求1所述的STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法，其特征在于所述步驟(3)中對(duì)三相相電流進(jìn)行電流處理模塊，其具體方式為 采集到的三相相電流，經(jīng)過(guò)abc/dq變換后，將d軸的電流分量經(jīng)過(guò)低通濾波器處理得到直流電流分量，再經(jīng)過(guò)dq/abc變換后得到三相基波有功電流；將原采集到的三相相電流減去基波有功電流可得到三相電網(wǎng)需要補(bǔ)償?shù)碾娏?，再?jīng)過(guò)abc/dq變換即可得到補(bǔ)償電流的有功分量和無(wú)功分量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種STATCOM電流跟蹤補(bǔ)償方法，對(duì)采集到的P點(diǎn)處的三相相電壓和電流進(jìn)行處理，得到轉(zhuǎn)換矩陣和系統(tǒng)所需補(bǔ)償電流的有功和無(wú)功電流分量，將負(fù)載側(cè)采集到的電流經(jīng)過(guò)abc/dq變換和低通濾波器處理，得到STATCOM參考電流q軸的直流分量，在STATCOM的直流電容電壓的電壓比例積分環(huán)節(jié)輸出作為參考電流的有功分量，從而可以對(duì)補(bǔ)償電流的有功分量和無(wú)功分量分別進(jìn)行電流的模糊PI控制，進(jìn)而通過(guò)SVPWM技術(shù)生成控制信號(hào)，控制STATCOM的輸出。本發(fā)明克服了系統(tǒng)三相電壓不對(duì)稱對(duì)STATCOM性能的影響，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出系統(tǒng)所需的補(bǔ)償電流，并能快速有效地跟蹤、補(bǔ)償系統(tǒng)所需要的電流。
文檔編號(hào)H02J3/18GK103066607SQ20121054429
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者陳其工, 鮑學(xué)禮, 高文根, 邵可可, 王俊杰, 連磊, 陳海艷 申請(qǐng)人:安徽工程大學(xué)