本發(fā)明涉及的系統(tǒng)充電控制領域，具體涉及的是一種STATCOM系統(tǒng)充電控制方法。

背景技術(shù)：

鏈式STATCOM（Static Synchronous Compensator, 靜止同步補償器，簡稱STATCOM）系統(tǒng)由多個子模塊級聯(lián)而成，子模塊電壓由直流電容提供。因子模塊器件存在個體差異，不控充電（自然充電）時容易造成子模塊電壓不均衡且子模塊電壓較低，而常規(guī)充電控制方法可使子模塊電壓趨于均衡，但當電壓均衡后的IGBT開關(guān)頻率較高，增加器件損耗以及引起高頻諧波。因此在常規(guī)充電控制方法基礎上解決IGBT開關(guān)頻率較高問題是十分有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種STATCOM系統(tǒng)的充電控制方法，其可實現(xiàn)相內(nèi)子模塊電壓均衡同時有效降低子模塊IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）開關(guān)頻率，使STATCOM系統(tǒng)可長期處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，保證子模塊安全運行。

為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種STATCOM系統(tǒng)充電控制方法，其控制系統(tǒng)基于H橋級聯(lián)的鏈式拓撲，適用于星型和角接兩種主回路結(jié)構(gòu)，所述控制方法包括如下步驟：

（1）在周期任務中選擇電壓最高的前N個子模塊并下發(fā)IGBT旁路命令，使這些子模塊不充電，而其他子模塊在電網(wǎng)中充電；其中，N大于或等于1.

（2）在判斷出相內(nèi)子模塊電壓趨于均衡后，比較電壓最高的前N個子模塊電壓和子模塊平均電壓上限值。當子模塊電壓大于或等于平均電壓上限值時，并對其下發(fā)IGBT旁路命令，當子模塊電壓小于平均電壓上限值時，保持控制命令不變。

上述步驟（2）中，下發(fā)IGBT旁路命令的方法是：控制系統(tǒng)對子模塊下發(fā)IGBT1和IGBT3導通命令，使子模塊直流電容不充電。

上述步驟（2）中，計算子模塊平均電壓上限值的方法是：子模塊平均電壓乘以系數(shù)，如系數(shù)為1.05倍。

上述步驟（2）中，判斷相內(nèi)子模塊電壓趨于均衡的方法是：子模塊最高電壓小于子模塊平均電壓上限值。

采用上述方案后，本發(fā)明具有以下特點：

（1）本發(fā)明可實現(xiàn)相內(nèi)子模塊電壓均衡的基礎上有效降低降低子模塊IGBT開關(guān)頻率，降低器件開關(guān)損耗，提高STATCOM系統(tǒng)長期運行可靠性。

（2）本發(fā)明使用范圍可包括系統(tǒng)并網(wǎng)解鎖前的啟動階段和系統(tǒng)運行過程中的臨時掛網(wǎng)階段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所采用的控制系統(tǒng)的一次電路拓撲圖；

圖2是本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。

如圖1所示，是應用本發(fā)明的充電控制方法的系統(tǒng)，可用于系統(tǒng)并網(wǎng)解鎖前的啟動階段以及系統(tǒng)運行過程中的臨時掛網(wǎng)階段。

本發(fā)明提供一種STATCOM系統(tǒng)的充電控制方法，適用于三相鏈式H橋級聯(lián)子模塊的主回路結(jié)構(gòu)，三相子模塊獨立控制且依次輪流循環(huán)，以任一相為例，如附圖2所示，包括如下步驟：

（1）第一階段中從子模塊中選擇電壓最高的前N個子模塊，其中，N≥1;并下發(fā)IGBT旁路命令，使這些子模塊不充電，而其他子模塊在電網(wǎng)中充電。每次周期任務循環(huán)判斷并執(zhí)行，使相內(nèi)子模塊電壓逐漸趨于均衡。

下發(fā)IGBT旁路命令的方法是：控制系統(tǒng)對子模塊下發(fā)IGBT1和IGBT3導通命令，使子模塊直流電容不充電。

（2）第一階段中比較最高的前N個子模塊電壓和子模塊平均電壓的上限值；當最高電壓子模塊的電壓小于子模塊平均電壓上限值時進入第二階段，反之則繼續(xù)在第一階段運行。

（3）第二階段中從子模塊中選擇電壓最高的前N個子模塊依次判斷，當子模塊電壓大于或等于平均電壓上限值時，并對其下發(fā)IGBT旁路命令，當子模塊電壓小于平均電壓上限值時，保持控制命令不變，如此循環(huán)執(zhí)行。本實施例中計算子模塊平均電壓上限值的方法是：子模塊平均電壓乘以系數(shù)，如系數(shù)為1.05倍。

此外，判斷相內(nèi)子模塊電壓趨于均衡的方法是：最高電壓子模塊電壓小于子模塊平均電壓上限值。

（4）第三階段為退出充電控制，系統(tǒng)解鎖或停止運行。

在本實施例中，若充電過程中不采用本發(fā)明提供的方法，則考慮極端情況相內(nèi)子模塊電壓完全相同，每次周期任務均改變子模塊IGBT旁路命令，假設每相子模塊個數(shù)為12，充電旁路子模塊個數(shù)N為2，系統(tǒng)控制任務周期為100us，則IGBT開關(guān)頻率接近于555。而采用本發(fā)明方法后，假設平均電壓上限值為1.05倍子模塊平均電壓，經(jīng)測試驗證可有效降低了IGBT開關(guān)頻率，同時相內(nèi)子模塊電壓保持均衡。本發(fā)明的充電控制方法可實現(xiàn)相內(nèi)子模塊電壓均衡的基礎上有效降低子模塊IGBT開關(guān)頻率，降低器件開關(guān)損耗，提高STATCOM系統(tǒng)長期運行可靠性。

基于上述本發(fā)明公開一種STATCOM系統(tǒng)充電控制方法，適用于三相鏈式H橋級聯(lián)子模塊的主回路結(jié)構(gòu)，其步驟是：在周期任務中選擇電壓最高的前N個子模塊，并下發(fā)IGBT旁路命令，使這些子模塊不充電，其他子模塊在電網(wǎng)中充電；當相內(nèi)子模塊電壓趨于均衡后，比較子模塊電壓和子模塊平均電壓上限值，當子模塊電壓大于或等于子模塊平均電壓上限值時，對其下發(fā)IGBT旁路命令，當較高子模塊電壓小于子模塊平均電壓上限值時，保持控制命令不變。此方法在實現(xiàn)相內(nèi)子模塊電壓均衡的基礎上有效降低子模塊IGBT開關(guān)頻率，降低器件開關(guān)損耗，提高STATCOM系統(tǒng)長期運行可靠性。

以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。