本發明專利技術涉及一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡的控制方法。該控制方法包括直接電流控制和間接電流控制相結合；該方法包括下述步驟：生成有功電流參考值；選擇特殊橋；生成STATCOM輸出電流參考值；特殊橋間接電流控制；非特殊橋直接電流控制。本發明專利技術提供的控制方法用于級聯式多電平STATCOM直流側電容電壓平衡控制。該方法不僅保證了直流電容電壓在各H橋間的平衡，提高了控制環節的響應速度、優化了系統性能，也無需附加硬件電路，不會增加靜止同步補償器STATCOM裝置的硬件成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及解決級聯式靜止同步補償器STATCOM (Static SynchronousCompensator,簡稱STATCOM)直流側電容電壓平衡的控制問題，具體涉及一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡的控制方法。
技術介紹
目前，STATCOM無功功率控制分為直接電流控制和間接電流控制兩大類。直接電流控制，采用跟蹤型PWM控制技術對電流波形的瞬時值進行反饋控制，直接控制指令電流的發生。間接電流控制，是通過控制STATCOM逆變器所產生交流電壓基波的相位和幅值，來間接控制STATCOM的交流側電流。由于直接電流控制法是對電流瞬時值的跟蹤控制，在開關頻率能滿足要求的情況下，控制系統響應速度很快。而間接電流控制方法對開關頻率的要求不是很高，常與多重化、多電平、PWM控制等技術相結合應用的大容量STATC0M，但響應時間較長。級聯H橋式多電平STATCOM是由多個電壓型H橋逆變器級聯而成，各級聯逆變器單元的直流側由電容器提供電壓支撐。由于各直流側電容器相對獨立，如果各單元輸出功率不均衡或者各單元的損耗和參數存在差異，就會造成各單元直流側電容電壓的不平衡，從而引起STATCOM控制性能下降，甚至導致直流側電容過電壓，威脅裝置安全運行。在采用移相載波PWM方式的級聯式多電平STATCOM中，直流側電容電壓的平衡控制策略主要包括采用附加硬件電路和不采用附加硬件電路控制兩大類。采用附加硬件電路的方法有通過在直流側電容器并聯一個可調電阻來調節裝置的等效損耗、基于交流母線能量交換方法和采用直流母線能量交換方法等。附加的硬件電路增加了 STATCOM電路拓撲結構的復雜性，提高了控制難度，降低了裝置的可靠性，增加了裝置額外損耗和成本。不采用附加硬件電路控制直流側電容電壓平衡的策略主要有基于功率信號的直流側電容電壓單獨控制策略、直流電容電壓分層控制策略以及采用分相瞬時電流跟蹤的方法控制電容電壓平衡，參考文獻[1]_[4]。[I]J. A. Barrena, L. Marroyo,M.A. Rodriguez,et al. DC Voltage Balancing forPWMCascaded H-Bridge Converter Based STATCOM. IEEE IEC0N，Nov. 7-10，2006，Paris,France :1840-1845.[2] J. A. Barrena, L. Marroyo, M. A. Rodriguez. Individual Voltage BalancingStrategy for PWM Cascaded H-Bridge Converter-Based STATCOM. IEEE Transactions onIndustrial Electronics，2008，55 (I) :21-29.[3]趙瑞斌，邱宇峰，荊平.一種級聯STATCOM的直流側電壓控制方法.電力電子，2009(4) :18-22.[4] LIU Zhao, SHI Yan-jun, DUAN Shan-xu，et al. The Research of DCCapacitance Voltage Balancing Strategy Based on Cascade STATCOM UsingIndividual Phase Instantaneous Current Tracking. IEEE 6th International PowerElectronics and Motion Control Conference-ECCE Asia. May 17-20,2009, Wuhan,China :1136-1140.
技術實現思路
針對現有技術存在的問題，本專利技術的目的是提供一種綜合電流控制方法，用于級聯式多電平STATCOM直流側電容電壓平衡控制。該方法不僅保證了直流電容電壓在各H橋間的平衡，提高了控制環節的響應速度、優化了系統性能，也無需附加硬件電路，不會增加靜止同步補償器STATCOM裝置的硬件成本。本專利技術的目的是采用下述技術方案實現的一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其改進之處在于，所述控制、方法包括直接電流控制和間接電流控制相結合；所述方法包括下述步驟A、生成有功電流參考值；B、選擇特殊橋；C、生成STATCOM輸出電流參考值；D、特殊橋間接電流控制；E、非特殊橋直接電流控制。本專利技術提供的一種優選的技術方案是所述直接電流控制包括反饋控制電流波形瞬時值，控制指令電流的發生；所述間接電流控制是指通過控制靜止同步補償器STATCOM所產生交流電壓基波的相位和幅值，間接控制靜止同步補償器STATCOM的交流側電流。本專利技術提供的第二優選的技術方案是有功電流參考值生成單元實現所述步驟A生成有功電流參考值；所述有功電流參考值生成單元包括加法器I、乘法器I、減法器I和積分器I ;所述步驟A包括下述步驟a、以N個直流側電容電壓測量值作所述有功電流參考值生成單元的輸入量，即將測量表計的輸出量輸入到加法器I中求和，得到和值；b、所述步驟a的和值與常數量1/N作為乘法器I的輸入量，所述乘法器I的輸出量為N個直流側電容電壓的平均值；C、所述平均值與直流側電容電壓參考值輸入到減法器I，所述減法器I的輸出量為直流側電容電壓誤差值；d、所述直流側電容電壓誤差值輸入到積分器I進行積分，積分所得的結果為有功電流參考值。本專利技術提供的第三優選的技術方案是特殊橋選擇單元實現所述步驟B選擇特殊橋；所述特殊橋選擇單元包括N個減法器和比較器I ;所述步驟B包括下述步驟(I)以N個直流側電容電壓測量值和電容電壓參考值作為所述N個減法器的輸入量，每個所述直流側電容電壓測量值和所述電容電壓參考值分別進行比較，得到N個減法器的N個輸出量，所述N個輸出量為N個直流側電容電壓誤差量；(2)所述N個直流側電容電壓誤差量輸入到比較器I中，所述直流側電容電壓誤差量在比較器I中兩兩進行比較求出最大直流側電容電壓誤差值，所述最大直流側電容電壓誤差值的H橋即為特殊橋。本專利技術提供的第四優選的技術方案是STATCOM輸出電流參考值生成單元實現所述步驟C生成STATCOM輸出電流參考值；所述STATCOM輸出電流參考值生成單元包括鎖相環、正弦函數生成器、余弦函數生成器、兩個乘法器以及加法器II ；所述步驟C包括下述步驟i、以低壓側線電壓測量值為所述STATCOM輸出電流參考值生成單元的輸入量，經過所述鎖相環求得所述低壓側線電壓測量值的相位值；ii、所述相位值分別輸入正弦函數生成器和余弦函數生成器后分別得到相應的正弦函數值和余弦函數值； iii、所述正弦函數值與步驟A求得的有功電流參考值作為一個乘法器的輸入；所述余弦函數值與給定的無功電流參考值作為另一個乘法器的輸入，得到兩個輸出量；iv、將步驟iii的輸出量輸入到加法器II中，所述加法器II的輸出值即為STATCOM輸出電流參考值。本專利技術提供的第五優選的技術方案是特殊橋間接電流控制單元實現所述步驟D特殊橋間接電流控制；所述特殊橋間接電流控制單元包括兩個積分器、乘法器II、加法器III、減法器II和PWM調制器I ;所述步驟D包括下述步驟①以步驟B得到的最大直流側電容電壓誤本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特征在于，所述控制方法包括直接電流控制和間接電流控制相結合； 所述方法包括下述步驟 A、生成有功電流參考值； B、選擇特殊橋； C、生成STATCOM輸出電流參考值； D、特殊橋間接電流控制； E、非特殊橋直接電流控制。2.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特征在于，所述直接電流控制包括反饋控制電流波形瞬時值，控制指令電流的發生；所述間接電流控制是指通過控制靜止同步補償器STATCOM所產生交流電壓基波的相位和幅值，間接控制靜止同步補償器STATCOM的交流側電流。3.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特征在于，有功電流參考值生成單元實現所述步驟A生成有功電流參考值；所述有功電流參考值生成單元包括加法器I、乘法器I、減法器I和積分器I ; 所述步驟A包括下述步驟 a、以N個直流側電容電壓測量值作所述有功電流參考值生成單元的輸入量，即將測量表計的輸出量輸入到加法器I中求和，得到和值； b、所述步驟a的和值與常數量1/N作為乘法器I的輸入量，所述乘法器I的輸出量為N個直流側電容電壓的平均值； C、所述平均值與直流側電容電壓參考值輸入到減法器I，所述減法器I的輸出量為直流側電容電壓誤差值； d、所述直流側電容電壓誤差值輸入到積分器I進行積分，積分所得的結果為有功電流參考值。4.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特征在于，特殊橋選擇單元實現所述步驟B選擇特殊橋；所述特殊橋選擇單元包括N個減法器和比較器I ; 所述步驟B包括下述步驟 (1)以N個直流側電容電壓測量值和電容電壓參考值作為所述N個減法器的輸入量，每個所述直流側電容電壓測量值和所述電容電壓參考值分別進行比較，得到N個減法器的N個輸出量，所述N個輸出量為N個直流側電容電壓誤差量； (2)所述N個直流側電容電壓誤差量輸入到比較器I中，所述直流側電容電壓誤差量在比較器I中兩兩進行比較求出最大直流側電容電壓誤差值，所述最大直流側電容電壓誤差值的H橋即為特殊橋。5.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特征在于，STATCOM輸出電流參考值生成單元實現所述步驟C生成STATCOM輸出電流參考值；所述STATCOM輸出電流參考值生成單元包括鎖相環、正弦函數生成器、余弦函數生成器、兩個乘法器以及加法器I...
【專利技術屬性】
技術研發人員：戴朝波，吉平，武守遠，
申請(專利權)人：中電普瑞科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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