專利名稱：一種基于功率平衡的靜止無功補償器無功電流跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜止無功補償器的控制方法，具體涉及一種基于功率平衡的靜止 無功補償器的無功電流跟蹤方法。
背景技術(shù)：
在配電系統(tǒng)中，為提高配電變壓器高壓側(cè)的功率因數(shù)，改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，通常 在配電變壓器的低壓側(cè)設(shè)置無功補償裝置。靜止無功補償器(以下簡稱STATC0M)是一種 廣泛應(yīng)用的無功補償裝置，在STATC0M的運行中需要對負(fù)載所需的無功功率進(jìn)行動態(tài)的補 償，當(dāng)負(fù)載所需的無功功率發(fā)生變動時，要求STATC0M輸出的無功功率也能自動地進(jìn)行跟 蹤補償，這是由STATC0M的無功電流跟蹤方法來實現(xiàn)的。目前，配電系統(tǒng)中STATC0M的傳統(tǒng)無功電流跟蹤方法采用dqO分解直接提取出負(fù) 載無功電流并使STATC0M輸出的無功電流跟蹤負(fù)載無功電流的方法對負(fù)載電流k進(jìn)行 dqO分解，q軸電流分量、表示負(fù)載電流的無功分量，從而提取出負(fù)載電流的無功分量iu， 使STATC0M輸出總參考電流的無功分量等于負(fù)載電流的無功分量iu，而總參考電流的有功 分量根據(jù)STATC0M直流電容電壓的控制環(huán)節(jié)來確定。同樣對STATC0M的實際輸出電流作 dqO分解，提取出輸出電流的有功分量iM和無功分量‘作為電流反饋量，對輸出電流的有 功分量和無功分量分別進(jìn)行電流閉環(huán)比例積分(PI)控制，生成控制信號，從而形成觸發(fā)脈 沖控制STATC0M中電力電子器件的開關(guān)，使STATC0M輸出的無功電流跟蹤負(fù)載無功電流的 變化，以達(dá)到STATC0M動態(tài)補償負(fù)載無功功率的目的。傳統(tǒng)的無功電流跟蹤方法因為直接把負(fù)載測量電流中提取出的無功分量作為 STATC0M補償電流中無功分量的參考值，所以只適用于STATC0M補償?shù)臒o功電流與負(fù)載電 流測量點測得的負(fù)載所需無功電流相等的應(yīng)用場合。以附圖1為例，當(dāng)負(fù)載電流測量點設(shè) 置在變壓器低壓側(cè)L時，STATC0M的補償點就只能設(shè)置在變壓器的低壓側(cè)L，此時注入L側(cè) 的補償電流無功分量必須和L側(cè)測量得到的負(fù)載電流無功分量相等；如果補償點跨越了 變壓器設(shè)置在高壓側(cè)H、變壓器的抽頭T或者外設(shè)的第三繞組M上，在經(jīng)過了變壓器的傳 變之后，補償電流和負(fù)載電流存在幅值和相位的差異，則負(fù)載電流的無功分量不再能作為 STATC0M輸出的實際電流的無功分量參考值，傳統(tǒng)的無功電流跟蹤方法將不再適用。因此， 傳統(tǒng)方法限制了補償點設(shè)置的位置，不利于補償方式的靈活選取。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于功率平衡的靜止無功補償器無功電流跟蹤方法， 該方法可以實現(xiàn)更靈活的補償方式。本發(fā)明提供的一種基于功率平衡的靜止無功補償器無功電流跟蹤方法，在整個 過程中，保持對變壓器低壓側(cè)三相相電壓和相電流、靜止無功補償器補償點的三相相電壓 及靜止無功補償器輸出三相相電流進(jìn)行等間隔采樣，其特征在于，該方法包括下述具體過 禾呈
第1步取當(dāng)前采樣時刻為計算開始時刻，設(shè)為、，設(shè)T為電網(wǎng)工頻周期，利用‘-T 時刻到、時刻變壓器低壓側(cè)的三相相電壓和相電流的采樣值數(shù)據(jù)，計算出、時刻低壓 側(cè)三相相電壓的幅值V-、VLbffl, VLcffl和相位、(Pv,,、d,，以及低壓側(cè)三相相電流的幅值 ILam> ILbm> II 和相位、(PlLb、(PlLc ；計算相電壓和相電流之間的相位差外a = (PvLa ~ ^PlLa、 <PLb = (PvLb~(PILb ,Lc = (PVLC-(P1LC，丙計算得到t(1時刻負(fù)載所需的三相無功功率；第2步利用‘-T時刻到、時刻靜止無功補償器補償點相電壓的采樣值數(shù)據(jù)，計算 出、時刻補償點處相電壓的幅值V^V.V^和相位外、(pvob、cpVOc，然后按照公式⑴⑵ ⑶計算出靜止無功補償器輸出三相純無功參考電流在、時刻的瞬時值、iQEb(t0)、
IqEc “c第3步將補償點電壓的合成電壓矢量的方向作為dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸方向 時，輸出電流矢量G在d軸上的投影iM表示輸出電流的有功分量，在q軸上的投影&表 示輸出電流的無功分量；據(jù)此對靜止無功補償器輸出純無功參考電流進(jìn)行abc三相坐標(biāo)系 到dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換，得到靜止無功補償器輸出純無功參考電流、時刻的三相瞬 時值 iQKa(tQ)、iQEb(t0)、iQEc(t0)在 dqO 坐標(biāo)系下的分量 iQKd(tQ)、iQEq(t0)、i_(t。)；并對采樣得到的補償點處靜止無功補償器實際輸出相電流在、時刻的三相瞬時 值UJO、、。(、)進(jìn)行坐標(biāo)變換，分別得到它們在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸下的分量iM(tQ)、
loq (七0)、土00 (七0) ？第4步將控制靜止無功補償器直流電容電壓的電壓比例積分環(huán)節(jié)的輸出作為、 時刻總參考電流的有功分量‘(、)；將上述第3步計算得到的、時刻純無功參考電流的 q軸分量iQKq(tQ)作為總參考電流的q軸無功分量iKq(tQ)，計算出iKd(tQ) %i0d(t0)的差值 A id(t0)，以及 iEq(t0)與 i0q(t0)的差值 A iq(t0)；第5步把上述第4步得到的A id(t0)和A iq(t0)分別通過電流比例積分環(huán)節(jié)運算 使得系統(tǒng)穩(wěn)定運行，此時電流比例積分環(huán)節(jié)的輸出量分別作為靜止無功補償器電壓控制量 在dqO坐標(biāo)系下的d軸分量 (、)和q軸分量％(、)，把電壓控制量的0軸分量、(、)設(shè) 為0;對vPd(tQ)、vPq(tQ)、vro(tQ)進(jìn)行dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到abc三相坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換，得 到abc坐標(biāo)系下PWM脈沖發(fā)生器的調(diào)制波信號瞬時值vPa (t0)、vPb (t0)、vPc (t0)；第6步將調(diào)制波信號瞬時值vPa (t0)、vPb (t0)、vPc (t0)經(jīng)過PWM調(diào)制生成脈沖信號 控制靜止無功補償器中電力電子器件的開關(guān)，控制靜止無功補償器輸出交流電壓和電流；第7步等待下一個采樣時刻，轉(zhuǎn)入第1步，重復(fù)執(zhí)行第1步到第7步，直至關(guān)機。 本發(fā)明方法首先對變壓器低壓側(cè)的三相相電壓和相電流進(jìn)行采樣，計算得到負(fù)載 所需的無功功率，將負(fù)載所需無功功率作為STATC0M的無功功率輸出參考值，結(jié)合補償點 的電壓計算STATC0M需要輸出的純無功參考電流，使得STATC0M實際輸出電流等于該純無 功參考電流時，補償?shù)臒o功功率與負(fù)載所需的無功功率平衡。將該純無功參考電流進(jìn)行dqO 分解可提取出總參考電流的無功分量，將控制STATC0M直流電容電壓的電壓比例積分(PI) 環(huán)節(jié)輸出作為總參考電流的有功分量，從而可以對電流的有功分量和無功分量分別進(jìn)行電 流閉環(huán)比例積分(PI)控制，從而生成控制信號控制STATC0M的輸出。具體而言，本發(fā)明具 有以下技術(shù)效果(1)本發(fā)明方法可以使STATC0M的補償點(以下簡稱補償點)的設(shè)置不受負(fù)載電 流測量點的限制。當(dāng)負(fù)載電流測量點設(shè)置在變壓器低壓側(cè)時，補償裝置的補償點可以跨越 變壓器，設(shè)置在變壓器的高壓側(cè)、第三繞組或變壓器抽頭上，有利于利用變壓器多側(cè)的電氣 量信息，從而實現(xiàn)更靈活的補償方式。(2)靈活選擇補償點的位置可以合理選定補償裝置的輸出電壓和補償電流大小， 從而充分利用電力電子器件的耐壓能力，合理選擇電力電子器件通過的電流值，有利于降 低無功補償裝置的成本。(3)根據(jù)變壓器低壓側(cè)所需的無功功率以及STATC0M補償點處的相電壓構(gòu)造出 STATC0M需要輸出的純無功參考電流，通過控制使STATC0M實際輸出電流的無功部分跟蹤 該純無功參考電流，確保STATC0M輸出的無功功率與負(fù)載無功功率平衡，從而達(dá)到動態(tài)跟 蹤補償負(fù)載所需無功功率的目的。


圖1為靜止無功補償器的配置示意圖及基于功率平衡的無功電流跟蹤方法示意 2為STATC0M補償點電壓矢量、電流矢量與abc三相坐標(biāo)系、dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的 示意3為STATC0M仿真模型示意4為仿真模型變壓器高壓側(cè)(補償點)A相電壓波形圖5為仿真模型STATCOM A相輸出電流波形圖6為仿真模型無功補償后變壓器高壓側(cè)A相電流波形
具體實施例方式本發(fā)明提出的方法具體涉及一種基于功率平衡的靜止無功補償器的無功電流跟 蹤方法，通過計算出負(fù)載所需的無功功率，結(jié)合STATCOM補償點處的相電壓和相電流就可 以實現(xiàn)STATCOM輸出無功電流對負(fù)載所需無功電流的跟蹤補償。由于該方法基于電力系 統(tǒng)中功率平衡的概念，采用負(fù)載所需的無功功率以及補償點的電壓來計算STATCOM的需要 輸出純無功參考電流，當(dāng)把該純無功參考電流作為STATCOM實際輸出電流的無功參考電流 時，能確保STATCOM輸出的補償無功功率和負(fù)載所需的無功功率相等，因此稱之為基于功 率平衡的靜止無功補償器無功電流跟蹤方法，以下簡稱功率平衡無功電流跟蹤方法。功率平衡無功電流跟蹤方法原理電力系統(tǒng)里面功率的需求和供給是平衡的，只要確定負(fù)載需要補償?shù)臒o功功率，并使STATC0M的補償點電壓和輸出電流計算所得的 無功功率等于負(fù)載所需的無功功率，就能達(dá)到補償效果。根據(jù)所選擇的補償點電壓不同， STATC0M需要輸出無功補償電流也有所不同。此時STATC0M的實際輸出的無功補償電流不 一定要與負(fù)載電流的無功部分相等。通過選擇合適的STATC0M輸出電壓和電流，確保在補 償點處注入與負(fù)載所需無功功率相同的無功功率，使無功功率得到平衡，從而達(dá)到補償負(fù) 載無功，提高電網(wǎng)功率因數(shù)的目的。下面通過借助實施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但以下實施例僅是說明性的，本發(fā) 明的保護(hù)范圍并不受這些實施例的限制。如圖1所示，設(shè)變壓器低壓側(cè)L為負(fù)載電壓和電流測量點，在功率平衡無功電流跟 蹤方法中，STATC0M的補償點可以不限于設(shè)置在變壓器側(cè)壓側(cè)L，補償點可以跨越變壓器， 選擇在變壓器高壓側(cè)H、繞組抽頭T，或者外設(shè)的第三繞組M上進(jìn)行無功補償。圖1為負(fù)載 電壓和電流測量點設(shè)在變壓器低壓側(cè)L、補償點設(shè)在變壓器高壓側(cè)H的情況，當(dāng)補償點設(shè)在 繞組抽頭上的T、或者外設(shè)的第三繞組M上時，計算步驟和下述步驟相同。在下述整個過程中，保持對變壓器低壓側(cè)L三相相電壓和相電流、STATC0M補償點 H的三相相電壓及STATC0M輸出三相相電流進(jìn)行等間隔采樣，采樣時間間隔為T/N，其中T 為電網(wǎng)工頻周期，N為根據(jù)采樣率需要確定的正整數(shù)，得到各個采樣時刻低壓側(cè)和補償點三 相相電壓及相電流的瞬時值。1、取當(dāng)前采樣時刻為計算開始時刻，設(shè)為、。設(shè)T為電網(wǎng)工頻周期，利用‘-T時 刻到、時刻變壓器低壓側(cè)L的三相相電壓和相電流的采樣值數(shù)據(jù)，通過離散傅氏算法計算 出、時刻低壓側(cè)三相相電壓的幅值V^^V^^V^和相位、(P^、<P^C，以及低壓側(cè)三相 相電流的幅值I-、ILbffl> 和相位、(P1Lb、(P1Lc。計算相電壓和相電流之間的相位差 (Pla = (PvLa-(PlLa ,Lb = Hb、<PLc = HILc。根據(jù)基于相量的功率計算公式⑴，計算得 到、時刻負(fù)載所需的三相無功功率；
Ql = \vLamILam sin (pLa + ^VLbmILbm sin (pLb +^VLcmILcm sin (pLc ( 1 )2、利用t^T時刻到、時刻STATCOM補償點H的相電壓的采樣值數(shù)據(jù)，通過離散傅 氏算法計算出、時刻補償點處相電壓的幅值l^Va^V^和相位外⑶、(pvob、(Pvoc，然后按 照公式⑵(3)⑷可計算出STATCOM輸出三相純無功參考電流在tQ時刻的瞬時值iQKa(tQ)、 其中為由公式⑴計算所得的負(fù)載所需三相無功功率；3、由附圖2可知，把補償點H電壓的合成電壓矢量的方向作為旋轉(zhuǎn)dqO坐標(biāo)系 的d軸方向時，輸出電流矢量在d軸上的投影iM表示輸出電流的有功分量，在q軸上的 投影‘表示輸出電流的無功分量。據(jù)此對STATC0M輸出純無功參考電流和實際輸出電流 進(jìn)行abc三相坐標(biāo)系dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換。由上述第2步可得到STATC0M輸出純無功參考電流tQ時刻的瞬時值iQKa(tQ)、 iQEb(t0)、iQK。(tQ)，按公式(5) (6) (7)對 abc 坐標(biāo)系下的 iQKa(tQ)、iQEb(t0)、iQEc(t0)進(jìn)進(jìn)行變 換，分別得到它們在dqO坐標(biāo)系下的分量、iQEq(t0)、iQE0(t0)
2 2 2 iQRd(^o) = -[tQRa0。)coscpVOa + iQRb(t0)cos((pVOa + iQRc(t0)cos(<pVOa( 5 )
2 2 2
ieRq= -i^QRa0。)sin(pVOa + iQRb(t0)sm((pVOa+ iQRc00)sin(^Gfl(6)iQm 0。)= | UeRa 0。) + W ih ) + iQRc (t0)] (7)對采樣得到的補償點處STATCOM實際輸出相電流在、時刻的瞬時值ito(tQ)、 i0b(t0)、i0c(t0)按公式⑶⑶(10)進(jìn)行abc三相坐標(biāo)系到dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換，分別得 到它們在dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的分量i。d(tQ)、i0q(t0)、i00(t0)；
2 2 2 iod(^o) = -Uoa0。)coscpVOa + iob(t0)cos((pVOa+ i0c0。)cos(tpma(8)
2 2 2 i0q(^o) = -Voa0。)sin(pVOa + iob(t0)sm((pVOa + i0c0。)sin(^Gfl + 了;r)] (9)i00 ) = [i0a (t0) + iob (t0) + iQc (t0)](10)4、按照對STATCOM無功電流和有功電流解耦控制的方法，確定STATCOM輸出的總 參考電流的有功分量iKd和無功分量iKq。將STATCOM直流電容電壓穩(wěn)定控制的電壓比例積分(PI)環(huán)節(jié)的輸出作為tQ時刻 總參考電流的有功分量‘(、)；將上述第3步計算得到的、時刻純無功參考電流的q軸分 量iQKq(to)作為總參考電流的q軸無功分量、(、)，按照公式(11) (12)計算出iwaj與 iod(to)的差值 Aid(t0)，以及 iKq(t0)與 i。q(t0)的差值 Aiq(t0)。Aid(t0) = iEd(t0)-i0d(t0) (11)Aiq(t0) = iEq(t0)-i0q(t0) (12)5、把上述第4步得到的A id(t0)和A iq(t0)分別通過電流比例積分(PI)環(huán)節(jié)運 算，調(diào)節(jié)比例常數(shù)與積分常數(shù)使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，則電流比例積分(PI)環(huán)節(jié)的輸出量 分別為STATCOM電壓控制量在dqO坐標(biāo)系下的d軸分量VpJ、)和q軸分量vPq (t0)，把電壓 控制量的0軸分量VpJtJ設(shè)為0。對vPd(tQ)、vPq(tQ)、vro(tQ)進(jìn)行dqO旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到abc三相坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換，變 換公式為(14) (15) (16)，得到abc坐標(biāo)系下PWM脈沖發(fā)生器的調(diào)制波信號瞬時值vPa(tQ)、Vpb (t0) > Vpc (t0)； 6、如圖2所示，將調(diào)制波信號三相瞬時值vPa(tQ)、vPb(tQ)、vP。(tQ)輸入PWM脈沖發(fā) 生器，經(jīng)過PWM調(diào)制生成脈沖信號控制STATC0M電力電子器件開關(guān)，控制STATC0M輸出交流 電壓和電流。在上述控制算法下，STATC0M在運行中輸出的無功電流能跟蹤負(fù)載所需無功 電流的變化，實時補償負(fù)載需要的無功功率。7、等待下一個采樣時刻，轉(zhuǎn)入第1步，重復(fù)執(zhí)行第1步到第7步，直至關(guān)機。下面為說明功率平衡無功電流跟蹤方法以的控制效果，建立仿真模型，模型示意 圖如附圖3所示，模型基本參數(shù)說明如下供電電源額定電壓線電壓有效值Vs :800V輸電線參數(shù)電阻Rs = 0. 4 Ω，電感Ls = 2. 25mH連接電抗參數(shù)阻值Rf = 0. 1 Ω，電感值Lf = 4mH變壓器參數(shù)容量Stn = 50kVA, DYll接法，變比k = 800V/380V，短路阻抗 Xk%=6%負(fù)載在額定電壓380V下的有功功率Pl = 30kff,負(fù)載無功功率Ql = 30kVar電壓閉環(huán)控制比例常數(shù)Kvp = 0. 5，積分常數(shù)Kvi = 0. 05電流閉環(huán)控制比例常數(shù)Kip = 0. 005，積分常數(shù)K11 = 0. 125STATC0M裝置投入運行之前，負(fù)載所需的有功功率和無功功率全部由電源經(jīng)過變 壓器提供，變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)為0. 73，線路上有一定的電壓跌落，測得負(fù)載電壓為其額 定值的0.9倍。在STATC0M裝置投入系統(tǒng)并穩(wěn)定運行后，控制系統(tǒng)通過采樣值計算出負(fù)載需要 的無功功率為27. 3kVar。測得穩(wěn)定運行時STATC0M補償點相電壓基波有效值為450V，結(jié) 合負(fù)載所需無功功率可按上述具體實施步驟2構(gòu)造出STATC0M需要輸出的純無功參考電 流，純無功參考電流相位滯后補償點電壓相位90°。將三相純無功參考電流經(jīng)過坐標(biāo)變 換后提取出總參考電流的無功分量；直流電容實際穩(wěn)定值為1502V，參考值為1500V，兩者 之差通過電壓比例積分控制(PI)環(huán)節(jié)形成總參考電流的有功分量。將STATC0M實際輸出 電流作為反饋電流，和總參考電流通過電流比例積分(PI)解耦控制，生成調(diào)制波信號控制 STATC0M輸出需要的電壓和電流。穩(wěn)定運行時，STATC0M補償點電壓與輸出電流的基波有效 值分別為450V和20A，補償點電壓A相波形如圖4，輸出電流A相波形如圖5，兩者相位差為 90. 3°，主要輸出無功功率，吸收少量有功功率；負(fù)載側(cè)相電壓和相電流基波有效值分別為 209V和62A，相位差為45°。分別計算得輸出無功功率為27. 30kVar，負(fù)載所需無功功率為 27. 31kVar，基本上實現(xiàn)了補償點注入無功功率與負(fù)載消耗無功功率平衡，變壓器高壓側(cè)電 源電流A相波形如圖6，與圖5所示的高壓側(cè)(即補償點)電壓波形比較可見高壓側(cè)電壓與電源電流相位基本相同，高壓側(cè)功率因數(shù)從未補償時的0. 73提高至0. 99，且負(fù)載電壓提高 至其額定值的0. 96倍，高于未補償時的0. 9倍。其中STATCOM所跟蹤的無功參考電流是通 過計算構(gòu)造所得，其相電流有效值為20A ；而負(fù)載電流中三相無功電流的相電流有效值為43A。可見在在功率平衡無功電流跟蹤方法下，STATCOM跟蹤的無功電流不是直接把負(fù)載電 流中的無功電流分量作為參考值，可以根據(jù)實際選擇補償點的電壓去構(gòu)造相應(yīng)的無功參考 電流。在本仿真例中補償點設(shè)置在變壓器高壓側(cè)，當(dāng)補償?shù)臒o功功率與負(fù)載所需無功功率 平衡時，較高的補償點電壓使得實際補償電流比負(fù)載所需的無功電流要小，在達(dá)到補償效 果的同時也降低了通過電力電子器件的電流值。
權(quán)利要求
一種基于功率平衡的靜止無功補償器無功電流跟蹤方法，在整個過程中，保持對變壓器低壓側(cè)三相相電壓和相電流、靜止無功補償器補償點的三相相電壓及靜止無功補償器輸出三相相電流進(jìn)行等間隔采樣，其特征在于，該方法包括下述具體過程第1步 取當(dāng)前采樣時刻為計算開始時刻，設(shè)為t0，設(shè)T為電網(wǎng)工頻周期，利用t0-T時刻到t0時刻變壓器低壓側(cè)的三相相電壓和相電流的采樣值數(shù)據(jù)，計算出t0時刻低壓側(cè)三相相電壓的幅值VLam、VLbm、VLcm和相位以及低壓側(cè)三相相電流的幅值ILam、ILbm、ILcm和相位計算相電壓和相電流之間的相位差再計算得到t0時刻負(fù)載所需的三相無功功率QL；第2步 利用t0-T時刻到t0時刻靜止無功補償器補償點相電壓的采樣值數(shù)據(jù)，計算出t0時刻補償點處相電壓的幅值VOam、VObm、VOcm和相位然后按照公式(1)(2)(3)計算出靜止無功補償器輸出三相純無功參考電流在t0時刻的瞬時值iQRa(t0)、iQrb(t0)、iQRc(t0)；第3步 將補償點電壓的合成電壓矢量的方向作為dq0旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸方向時，輸出電流矢量在d軸上的投影iOd表示輸出電流的有功分量，在q軸上的投影iOq表示輸出電流的無功分量；據(jù)此對靜止無功補償器輸出純無功參考電流進(jìn)行abc三相坐標(biāo)系到dq0旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換，得到靜止無功補償器輸出純無功參考電流t0時刻的三相瞬時值iQRa(t0)、iQrb(t0)、iQRc(t0)在dq0坐標(biāo)系下的分量iQRd(t0)、iQRq(t0)、iQRa(t0)；并對采樣得到的補償點處靜止無功補償器實際輸出相電流在t0時刻的三相瞬時值iOa(t0)、iOb(t0)、iOc(t0)進(jìn)行坐標(biāo)變換，分別得到它們在dq0旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸下的分量iOd(t0)、iOq(t0)、iO0(t0)；第4步 將控制靜止無功補償器直流電容電壓的電壓比例積分環(huán)節(jié)的輸出作為t0時刻總參考電流的有功分量iRd(t0)；將上述第3步計算得到的t0時刻純無功參考電流的q軸分量iQRq(t0)作為總參考電流的q軸無功分量iRq(t0)，計算出iRd(t0)與iOd(t0)的差值Δid(t0)，以及iRq(t0)與iOq(t0)的差值Δiq(t0)；第5步 把上述第4步得到的Δid(t0)和Δiq(t0)分別通過電流比例積分環(huán)節(jié)運算使得系統(tǒng)穩(wěn)定運行，此時電流比例積分環(huán)節(jié)的輸出量分別作為靜止無功補償器電壓控制量在dq0坐標(biāo)系下的d軸分量vPd(t0)和q軸分量vPq(t0)，把電壓控制量的0軸分量vP0(t0)設(shè)為0；對vPd(t0)、vPq(t0)、vP0(t0)進(jìn)行dq0旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到abc三相坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換，得到abc坐標(biāo)系下PWM脈沖發(fā)生器的調(diào)制波信號瞬時值vPa(t0)、vPb(t0)、vPc(t0)；第6步 將調(diào)制波信號瞬時值vPa(t0)、vPb(t0)、vPc(t0)經(jīng)過PWM調(diào)制生成脈沖信號控制靜止無功補償器中電力電子器件的開關(guān)，控制靜止無功補償器輸出交流電壓和電流；第7步 等待下一個采樣時刻，轉(zhuǎn)入第1步，重復(fù)執(zhí)行第1步到第7步，直至關(guān)機。FDA0000021247350000011.tif,FDA0000021247350000012.tif,FDA0000021247350000013.tif,FDA0000021247350000014.tif,FDA0000021247350000015.tif,FDA0000021247350000016.tif,FDA0000021247350000017.tif,FDA0000021247350000018.tif,FDA0000021247350000019.tif,FDA00000212473500000110.tif,FDA00000212473500000111.tif,FDA00000212473500000112.tif,FDA00000212473500000113.tif
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于功率平衡的靜止無功補償器無功電流跟蹤方法，首先對變壓器低壓側(cè)的三相相電壓和相電流進(jìn)行采樣，計算負(fù)載所需的無功功率，將其作為STATCOM的無功功率輸出參考值，結(jié)合補償點的電壓計算STATCOM需要輸出的純無功參考電流，使得實際輸出電流等于該純無功參考電流時，補償?shù)臒o功功率與負(fù)載所需的無功功率平衡。將該純無功參考電流進(jìn)行dq0分解可提取出總參考電流的無功分量，將控制STATCOM直流電容電壓的PI環(huán)節(jié)輸出作為總參考電流的有功分量，從而可以對電流的有功和無功分量分別進(jìn)行電流PI控制，控制STATCOM的輸出。本發(fā)明中，STATCOM補償點的設(shè)置不受負(fù)載電流測量點的限制，可以在變壓器各側(cè)靈活設(shè)置補償點，從而合理選定補償裝置的輸出電壓和補償電流大小。
文檔編號H02J3/18GK101847874SQ20101016878
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者劉健, 尹項根, 張哲 , 張斌, 文明浩, 熊卿, 王存平 申請人:華中科技大學(xué)