專利名稱：一種基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)非線性、沖擊性負(fù)荷增加，配網(wǎng)中的無功、諧波和三相不平衡等電能質(zhì)量問題越來越嚴(yán)重，傳統(tǒng)的無源濾波器裝置已無法滿足配網(wǎng)現(xiàn)代化的要求，配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器D-STATCOM(Distribution Static Compensator)為配網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化提供更先進(jìn)的技術(shù)手段，它具有動態(tài)補(bǔ)償無功功率、治理三相不平衡和電流諧波等功能，消除非線性負(fù)荷對電網(wǎng)造成的影響。由能量交換原理可知，D-STATC0M進(jìn)行動態(tài)無功補(bǔ)償、諧波濾波和三相不平衡補(bǔ)償時，要求直流側(cè)電壓保持一個合適的穩(wěn)定值，常用的直流側(cè)電壓控制方法為常規(guī)PID調(diào)節(jié)，常規(guī)PID調(diào)節(jié)利用電網(wǎng)側(cè)的有功電流來維持直流側(cè)電壓，但它需要建立精確地線性數(shù)學(xué)模型，當(dāng)模型參數(shù)成非線性變化或負(fù)載發(fā)生擾動時，會造成電壓超調(diào)和電流涌流，導(dǎo)致裝置無法正常運(yùn)行，甚至損壞電氣設(shè)備。因此有必要設(shè)計(jì)一種全新的基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的要解決的技術(shù)問題是提供一種基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)，該基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)具有良好的無功補(bǔ)償效果，且動態(tài)性能好，穩(wěn)定性高。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)，包括三相電網(wǎng)、非線性負(fù)載和配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器，非線性負(fù)載和配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器并聯(lián)后與三相電網(wǎng)相接；還包括負(fù)載電流檢測電路、直流母線電壓檢測電路、綜合狀態(tài)控制器、模糊預(yù)測控制器、PID控制器和用于驅(qū)動所述配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的逆變器驅(qū)動電路；負(fù)載電流檢測電路檢測的負(fù)載電流k為綜合狀態(tài)控制器的第一路輸入；預(yù)設(shè)的參考電壓Uref與所述直流母線電壓檢測電路檢測到的直流側(cè)電壓Udc之差即電壓誤差e為綜合狀態(tài)控制器的第二路輸入；模糊預(yù)測控制器和PID控制器的輸入端均與綜合狀態(tài)控制器的輸出端相連，模糊預(yù)測控制器和PID控制器的輸出端均與逆變器驅(qū)動電路相接。所述的配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器包括三相橋式逆變器和用于連接三相橋式逆變器與三相電網(wǎng)的三個電抗器，所述的三相橋式逆變器由6個IGBT和一個直流側(cè)電容組成。有益效果:本實(shí)用新型的基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器(D-STATC0M)的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)，將PID控制和模糊預(yù)測控制有機(jī)結(jié)合起來，同時具備PID控制對穩(wěn)態(tài)負(fù)載控制精確性和瞬態(tài)負(fù)載模糊預(yù)測控制的自適應(yīng)性、預(yù)測性。模糊預(yù)測控制自動實(shí)時地修正模糊規(guī)則以滿足動態(tài)補(bǔ)償?shù)男枰?。仿真分析和現(xiàn)場工程應(yīng)用證明，綜合控制比常規(guī)PID調(diào)節(jié)具有更強(qiáng)的魯棒性，有效地抑制電壓超調(diào)和電流涌流，提高了 D-STATCOM補(bǔ)償無功功率、三相不平衡和抑制諧波效果，體現(xiàn)良好的動態(tài)性和平穩(wěn)性。

圖1為本實(shí)用新型的基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)的主電路。圖2為本實(shí)用新型的基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)的控制部分示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:如圖1-2所示，一種基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)，包括三相電網(wǎng)、非線性負(fù)載和配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器，非線性負(fù)載和配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器并聯(lián)后與三相電網(wǎng)相接；還包括負(fù)載電流檢測電路、直流母線電壓檢測電路、綜合狀態(tài)控制器、模糊預(yù)測控制器、PID控制器和用于驅(qū)動所述配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的逆變器驅(qū)動電路；負(fù)載電流檢測電路檢測的負(fù)載電流k為綜合狀態(tài)控制器的第一路輸入；預(yù)設(shè)的參考電壓Uref與所述直流母線電壓檢測電路檢測到的直流側(cè)電壓Udc之差即電壓誤差e為綜合狀態(tài)控制器的第二路輸入；模糊預(yù)測控制器和PID控制器的輸入端均與綜合狀態(tài)控制器的輸出端相連，模糊預(yù)測控制器和PID控制器的輸出端均與逆變器驅(qū)動電路相接。所述的配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器包括三相橋式逆變器和用于連接三相橋式逆變器與三相電網(wǎng)的三個電抗器，所述的三相橋式逆變器由6個IGBT和一個直流側(cè)電容組成。
模糊預(yù)測控制器和PID控制器為現(xiàn)有技術(shù)。綜合狀態(tài)控制器的工作過程為:將負(fù)載電流k及歷史數(shù)據(jù)即2個周波(40ms)數(shù)據(jù)與前2個周波的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，當(dāng)負(fù)載電流的變化大于一定值或小于一定值時，多次數(shù)據(jù)進(jìn)行電流趨勢預(yù)測，得知電流變化情況，當(dāng)負(fù)載電流變化較大或啟動運(yùn)行時，判定為瞬態(tài)，自動應(yīng)用自適應(yīng)的模糊預(yù)測控制器進(jìn)行控制，以調(diào)節(jié)暫態(tài)誤差；一般情況下采用PID控制器(PID控制器以Uref為給定，以Ud。為反饋)，消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，同時充分利用非線性控制的有功電流少的優(yōu)點(diǎn)，降低裝置自身功耗。
權(quán)利要求1.一種基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)，包括三相電網(wǎng)、非線性負(fù)載和配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器，非線性負(fù)載和配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器并聯(lián)后與三相電網(wǎng)相接；其特征在于，還包括負(fù)載電流檢測電路、直流母線電壓檢測電路、綜合狀態(tài)控制器、模糊預(yù)測控制器、PID控制器和用于驅(qū)動所述配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的逆變器驅(qū)動電路； 負(fù)載電流檢測電路檢測的負(fù)載電流k為綜合狀態(tài)控制器的第一路輸入；預(yù)設(shè)的參考電壓Uref與所述直流母線電壓檢測電路檢測到的直流側(cè)電壓Udc之差即電壓誤差e為綜合狀態(tài)控制器的第二路輸入；模糊預(yù)測控制器和PID控制器的輸入端均與綜合狀態(tài)控制器的輸出端相連，模糊預(yù)測控制器和PID控制器的輸出端均與逆變器驅(qū)動電路相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器包括三相橋式逆變器和用于連接三相橋式逆變器與三相電網(wǎng)的三個電抗器，所述的三相橋式逆變器由6個IGBT和一個直流側(cè)電容組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)，包括三相電網(wǎng)、非線性負(fù)載和配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器，還包括負(fù)載電流檢測電路、直流母線電壓檢測電路、綜合狀態(tài)控制器、模糊預(yù)測控制器、PID控制器和用于驅(qū)動所述配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的逆變器驅(qū)動電路；負(fù)載電流檢測電路檢測的負(fù)載電流iL為綜合狀態(tài)控制器的第一路輸入；預(yù)設(shè)的參考電壓Uref與所述直流母線電壓檢測電路檢測到的直流側(cè)電壓Udc之差即電壓誤差e為綜合狀態(tài)控制器的第二路輸入。該基于配網(wǎng)動態(tài)無功發(fā)生器的直流側(cè)電壓控制系統(tǒng)具有良好的無功補(bǔ)償效果，且動態(tài)性能好，穩(wěn)定性高。
文檔編號H02J3/18GK202997583SQ201220756979
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者劉亮 申請人:長沙學(xué)院