一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法，检测负载电流中基波有功电流分量，电压外环实现直流侧稳压控制、均压控制；负载电流ILabc减去基波正序有功电流分量ILfabc作为电流内环双环控制器的跟踪指令，电流内环双环控制器的跟踪指令减去中静止同步补偿器发生的电流得到偏差电流；偏差电流输入电流内环双环控制器，通过所述电流内环双环控制器中内环PI控制器，提高系统动态响应速度；通过所述电流内环双环控制器中外环重复控制器，提高电流跟踪精度。其中，电流内环双环控制器是采用内环PI控制器嵌入到外环重复控制器内的方式来实现对电流的控制的。
【专利说明】—种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统电能质量无功补偿中的静止同步补偿控制方法，特别是涉及一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着社会的快速发展，用户对电能质量的要求越来越高，而配电网中电弧炉、轧钢机、电气化铁路等大容量冲击性不对称负载给电网带来了极大的污染，这将会影响到用电设备的正常、安全运行。静止同步补偿器作为一种先进、性能理想的无功补偿装置，可以有效补偿无功功率，改善电能质量。相比传统的静止无功补偿器(SVC)，静止同步补偿器具有更好的动态响应速度和显著的经济效益，因而得到了广泛的应用。
[0003]三相负载不对称系统的无功补偿使用较广的拓扑结构位分相结构和三相四线制四桥臂结构，但这种结构开关器件较多，成本太高，对于小容量场合，三相四线制电容分裂式结构，硬件投入少，成本低，更具有商业应用价值。然而目前采用最多的控制方法大多均为基于PI控制器的双闭环控制方法，这种方法具有较高的动态响应速度，但PI控制器的带宽有限，对无功、谐波等周期性信号跟踪性能不理想，稳态精度不高。
【发明内容】
[0004]针对电容分裂式三相四线制静止同步补偿器跟踪动态性能和稳态精度问题，本发明提出了一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法，包括以下步骤:
[0005]S1:指令电流检测环节，检测一电容分裂式三相四线制静止同步补偿电路的负载电流1-。中基波正序有功电流分量Iwab。，同时，电压外环通过稳压环PI控制器以及均压环PI控制器控制实现对所述电容分裂式三相四线制静止同步补偿电路直流侧的稳压控制以及均压控制；
[0006]S2:所述负载电流1-。减去所述基波正序有功电流分量IUab。作为电流内环双环控制器的跟踪指令，所述电流内环双环控制器的跟踪指令减去所述电容分裂式三相四线制静止同步补偿电路中静止同步补偿器发生的电流得到偏差电流；
[0007]S3:将S2中产生的所述偏差电流输入所述电流内环双环控制器，通过所述电流内环双环控制器中内环PI控制器，提高系统动态响应速度；通过所述电流内环双环控制器中外环重复控制器，提高电流跟踪精度；其中，所述电流内环双环控制器采用所述内环PI控制器嵌入到所述外环重复控制器内的方式实现。
[0008]作为优选地,步骤SI进一步包括:
[0009]所述电容分裂式三相四线制静止同步补偿器电路包括配电系统、所述静止同步补偿器以及负载，其等效为三个独立的单相半桥逆变电路；所述静止同步补偿器结构采用LCL滤波器；
[0010]指令电流检测环节中，所述稳压环PI控制器通过反馈调节直流侧电压参考值与直流侧电压实际值的差值，实现对第一直流侧电容以及第二直流侧电容的稳压控制；所述均压环PI控制器根据电路中所述第一直流侧电容以及所述第二直流侧电容的电压差的正负性，产生一个与之方向相反的零序调节电流指令itoef后，进行三维的dqO/abc旋转坐标反变换得到包含零序分量的abc三相指令电流，通过对所述零序电流进行反馈控制实现对所述第一直流侧电容以及所述第二直流侧电容的均压控制。
[0011]作为优选地，步骤S3中进一步包括，所述偏差电流通过所述电流内环双环控制器调节后输出值与前馈分量叠加作为静止同步补偿器中缘栅双极型晶体管的开关指令。
[0012]作为优选地，所述前馈分量为配电系统电压。
[0013]作为优选地，所示步骤S3中，所述重复控制器的传递函数为:
【权利要求】
1.一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:指令电流检测环节，检测一电容分裂式三相四线制静止同步补偿电路的负载电流ILabc中基波正序有功电流分量Iwab。，同时，电压外环通过稳压环PI控制器以及均压环PI控制器控制实现对所述电容分裂式三相四线制静止同步补偿电路直流侧的稳压控制以及均压控制； S2:所述负载电流1-。减去所述基波正序有功电流分量IUab。作为电流内环双环控制器的跟踪指令，所述电流内环双环控制器的跟踪指令减去所述电容分裂式三相四线制静止同步补偿电路中静止同步补偿器发生的电流得到偏差电流； S3:将S2中产生的所述偏差电流输入所述电流内环双环控制器，通过所述电流内环双环控制器中内环PI控制器，提高系统动态响应速度；通过所述电流内环双环控制器中外环重复控制器，提高电流跟踪精度；其中，所述电流内环双环控制器采用所述内环PI控制器嵌入到所述外环重复控制器内的方式实现。
2.如权利要求1所述的一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法，其特征在于，所示步骤SI进一步包括: 所述电容分裂式三相四线制静止同步补偿器电路包括配电系统、所述静止同步补偿器以及负载，其等效为三个独立的单相半桥逆变电路；所述静止同步补偿器结构采用LCL滤波器； 指令电流检测环节中，所述稳压环PI控制器通过反馈调节直流侧电压参考值与直流侧电压实际值的差值，实现对第一直流侧电容以及第二直流侧电容的稳压控制；所述均压环PI控制器根据电路中所述第一直流侧电容以及所述第二直流侧电容的电压差的正负性，产生一个与之方向相反的零序调节电流指令itoef后，进行三维的dqO/abc旋转坐标反变换得到包含零序分量的abc三相指令电流，通过对所述零序电流进行反馈控制实现对所述第一直流侧电容以及所述第二直流侧电容的均压控制。
3.如权利要求1所述的基于双环控制器的电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法，其特征在于，步骤S3中进一步包括，所述偏差电流通过所述电流内环双环控制器调节后输出值与前馈分量叠加作为静止同步补偿器中缘栅双极型晶体管的开关指令。
4.如权利要求3所述的一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法，所述前馈分量为配电系统电压。
5.如权利要求1所述的一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法，其特征在于，所示步骤S3中,所述重复控制器的传递函数为:
【文档编号】H02J3/18GK103457272SQ201310374072
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】姚钢, 周晨, 周荔丹, 郑益慧 申请人:上海交通大学