一種基于電壓空間矢量的低壓靜止無功發(fā)生器的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低壓靜止無功發(fā)生器的控制方法，特別是一種基于電壓空間矢量 的低壓STATCOM控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)中存在大量的感性器件（如輸電線路、變壓器等），造成電力系統(tǒng)無功功率 不足，用戶側(cè)電壓下降；隨著電力電子器件的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，配電網(wǎng)中存在大量的諧 波源，電力系統(tǒng)出現(xiàn)諸如：電壓（電流）發(fā)生畸變，三相電壓不平衡，電壓波動與閃變等電能 質(zhì)量問題，STATCOM裝置是交流柔性輸電的一部分，不僅可以補償電力系統(tǒng)中的無功功率， 而且還可以以補償?shù)姆绞较到y(tǒng)中的畸變電流或電壓。準確的控制策略是STATCOM發(fā)揮 良好性能的關(guān)鍵，可以使STATCOM輸出電壓或電流緊緊跟隨指令電壓或電流，實現(xiàn)零誤差 補償，在低壓用戶側(cè)，對STATCOM的響應(yīng)速度和開關(guān)頻率還有一定的要求，因此，完美的控 制策略不僅應(yīng)實現(xiàn)零誤差補償，更應(yīng)該具有響應(yīng)速度快，開關(guān)頻率低的優(yōu)點。
[0003] 理論上可以通過采用某種控制器來準確獲得低壓STATCOM的輸出電壓，而后采用 電壓空間矢量法進行調(diào)制以輸出相應(yīng)的電壓，但該算法開關(guān)頻率高，響應(yīng)速度慢，補償效果 不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有控制技術(shù)的不足，提供一種基于電壓空間矢 量的低壓靜止無功發(fā)生器的控制方法，通過判斷誤差電流S的位置，來切換不同的控制方 法，以實現(xiàn)低壓靜止無功發(fā)生器補償精度高，響應(yīng)速度快，開關(guān)頻率低的目的。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：該低壓靜止無功發(fā)生器控制方法，包括用于低壓無 功補償和諧波抑制的低壓靜止無功發(fā)生器裝置和控制方法；
[0006] 該低壓靜止無功發(fā)生器裝置的主電路為三相三橋臂的逆變電路；低壓靜止無功發(fā) 生器采用三相三橋臂逆變電路，由6個電力電子器件和直流側(cè)電容組成，負載為帶感性負 載的三相全橋整流電路，該負載消耗無功功率，產(chǎn)生諧波電流。
[0007] 該低壓靜止無功發(fā)生器方法為：
[0008] 1)根據(jù)低壓靜止無功發(fā)生器的實際輸出電流和指令電流，確定其誤差電流矢量 8：8=I；-Ic；
[0009] 2)確定低壓靜止無功發(fā)生器等效誤差電壓的約束條件為：
【主權(quán)項】
1. 一種基于電壓空間矢量的低壓靜止無功發(fā)生器的控制方法，其特征是：該低壓靜止 無功發(fā)生器控制方法為： 1) 根據(jù)低壓靜止無功發(fā)生器的實際輸出電流和指令電流，確定其誤差電流矢量δ :δ =C-Ic; 2) 確定低壓靜止無功發(fā)生器的等效誤差電壓約束條件為：f= 其中T為采 樣周期； 3) 低壓靜止無功發(fā)生器采用電壓空間矢量的調(diào)制方式，為了便于在α-β坐標系上直 接控制，減少切換開關(guān)時造成的電壓波動，控制低壓靜止無功發(fā)生器輸出電壓矢量在正六 邊形的內(nèi)切圓中，內(nèi)切圓半徑為^; 4) 采用雙滯環(huán)的控制方法，該方法是將低壓靜止無功發(fā)生器指令電流與實際電流的差 值與兩個滯環(huán)相比較，滯環(huán)內(nèi)環(huán)環(huán)寬為Iwl，滯環(huán)外環(huán)環(huán)寬為I wtl，根據(jù)位置的不同分為外環(huán)， 內(nèi)環(huán)，死區(qū)三個部分，若差值位于內(nèi)環(huán)，則開關(guān)器件不動作，維持不變；若差值位于外環(huán)，則 精確計算低壓靜止無功發(fā)生器輸出的指令電壓，使其能實現(xiàn)無靜差補償；若差值位于內(nèi)環(huán)， 采用最優(yōu)電壓矢量法，在保證補償精度的情況下盡可能的減小開關(guān)頻率； 5) 將誤差電流δ與滯環(huán)環(huán)寬相比較，可知誤差電流有外環(huán)，內(nèi)環(huán)，死區(qū)三個位置； 6) 當I I S I I > IJ寸，確定誤差電流在外環(huán)，為了提高系統(tǒng)的補償精度，電流內(nèi)環(huán)采用 內(nèi)?？刂破鳒蚀_計算STATCOM的輸出電壓Uc*; 7) 當iwl< 11 S 11 < Iwtl時，確定誤差電流在內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，為了減小開關(guān) 頻率，采用最優(yōu)電壓矢量法控制低壓靜止無功發(fā)生器在一個采樣周期中輸出一個基本電壓 矢量； 8) 當I I S I I < 1￥1時，誤差電流位于死區(qū)，開關(guān)狀態(tài)保持不變，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利摘要】一種基于電壓空間矢量的低壓靜止無功發(fā)生器的控制方法，屬于低壓靜止無功發(fā)生器的控制方法。方法：根據(jù)STATCOM檢測環(huán)節(jié)檢測出STATCOM實際輸出電流和指令電流，確定誤差電流矢量δ，并結(jié)合STATCOM的數(shù)學模型，確定其等效誤差電壓的約束條件；STATCOM采用雙滯環(huán)控制方法，滯環(huán)內(nèi)環(huán)環(huán)寬為Iw1，外環(huán)環(huán)寬為Iw0，當||δ||>Iw0時，確定誤差電流在外環(huán)，電流內(nèi)環(huán)采用內(nèi)?？刂破鳒蚀_計算STATCOM的輸出電壓uc*；當Iw1<||δ||<Iw0時，確定誤差電流在內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，采用電壓矢量法控制STATCOM在一個采樣周期中輸出一個基本電壓矢量；當||δ||<Iw1時，誤差電流位于死區(qū)，開關(guān)狀態(tài)保持不變，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將電壓空間矢量調(diào)制方法和滯環(huán)控制方法相結(jié)合，補償精度高，響應(yīng)速度快，開關(guān)頻率低，滿足STATCOM的性能要求。
【IPC分類】H02J3-18, H02J3-01
【公開號】CN104734164
【申請?zhí)枴緾N201510149702
【發(fā)明人】史麗萍, 李佳佳, 馮慶華, 呂振江, 苗長新
【申請人】中國礦業(yè)大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月31日