一种只需采样总电压的级联statcom均压方法
【专利摘要】本发明公开了电力系统动态无功补偿领域中一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法。技术方案是，用电压传感器测量STATCOM装置各相的总输出电压，计算出H桥等效数目，相应地调整总电压参考值。求取各相总电压与参考值之间的误差，经过PI环节，得到相角附加控制量，叠加到上层控制的相角指令上去，得到考虑均压后的用于生成开关信号的电压幅值和相位指令。通过调节相角的大小，最终实现各H桥的均压。本发明提出的均压方法，只需采样各相的总输出电压，传感器数目大大减少，装置成本降低，可靠性增加。PI环节数目大大减少，参数整定工作难度低，可实现各H桥直流电容的有效均压。
【专利说明】—种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统动态无功补偿领域，尤其涉及一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法。
【背景技术】
[0002]静止同步补偿器STATCOM (Static Synchronous Compensator)是米用全控型开关器件组成的逆变器，与其他的FACTS装置(如SVC)相比，具有响应速度快，运行范围宽等优点。为了减小谐波、提高容量，通常需采用多重化、多电平等技术。通过变压器耦合实现多重化的STATCOM装置会大大增加系统的体积和成本，且损耗较大。而采用H桥级联(“链式结构”)的STATCOM中各个H桥模块相互独立，结构简单，损耗低，在无功补偿领域得到了广泛应用。
[0003]理想情况下，H桥级联的STATCOM与系统之间只进行无功交换，无有功交换，直流电容仅起一个电压支撑的作用。但实际的STACOM装置总是存在损耗的，由于各H桥模块的损耗不同，加上触发信号的延迟，会使得各级联模块直流电容上的电压不平衡。特别是当级联STATCOM装置用作风电场的无功补偿时，由于风电的波动性和间歇性，直流电容电压的波动更大。直流电容电压的不平衡，会导致STATCOM装置产生的谐波量增大，调制出来的目标波形失真，所以需采取措施实现各H桥模块的快速均压。
[0004]STATCOM装置的均压方法总结起来可以分为两类:一类是增加附加的均压装置；另一类是在STATCOM无功补偿控制器中，加入均压控制算法。增加附加均压装置，虽然简单，但却会增加系统成本和复杂度。而加入均压控制算法不存在上述问题，该类方法采用分层控制的思想，上层实现有功、无功控制，下层实现H桥模块的均压。现有文献提出的均压控制算法基本都需要对每个H桥模块直流侧电容电压进行测量采样，当级联的H桥个数较多时，测量采样的电气量的数目也较多，需配置大量的电压传感器，会增加STATCOM装置的成本和复杂性，影响装置的响应速度。均压控制算法需对每个电容电压进行控制，PI环节较多，参数整定麻烦。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，针对现有的均压控制算法需测量采样的电气量较多的问题，提出一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法，减少PI环节数目，提高装置响应速度。
[0006]本发明的技术方案是，一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法，其特征是所述分析方法包括下列步骤:
步骤1:获取各相的总输出电压；
步骤2:确定各相的H桥等效数目；
步骤3:调整电压参考值；
步骤4:进行均压控制，生成附加控制量；
步骤5:生成触发指令，调制出开关信号。[0007]所述的确定各相H桥等效数目，其计算方法是，H1- 。u表不_相的等效H桥数目，u表不_相的总的输出电压，为直流电
^ ilI I% IE
容电压参考值,表示对小数进行四舍五入取整。
[0008]所述的调整电压参考值，其方法是，根据计算出来的等效H桥数目^，设定均压算法中的参考电压(I = IiaJ5C)。
[0009]所述的均压控制，其方法是,|_|与(i= )相减得到各相总电压的误差值，经PI环节后，得到相位角的附加控制量(I = A5J5C)0
[0010]本发明提出的STATCOM均压方法，只需采样各相的总输出电压，无需测量每个直流电容两端电压，传感器数目大大减少，装置成本降低，可靠性增加。均压算法只需控制3个总电压，PI环节大大减少，参数整定工作难度降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是STATCOM装置结构图。
[0012]图2是只需采样总电压的级联STATCOM均压方法控制框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0014]图1是STATCOM装置结构图。图1中，STATCOM由N个H桥级联组成，Ci(1=1,2—N )为各H桥模块的直流侧电容，直流电容电压的参考值为I。STATCOM总的输出电压为.，电流?。各相的总输出电压为Mqj每相只需配置一个电压传感器，用于测量总的输出电压。
[0015]图2是只需采样总电压的级联STATCOM均压方法控制框图。图2中，ψ Wf
分别表示Α、B、C三相的等效H桥数目，Iia /%、Ma 、Ma /%为Α、B、C各相直流电容电
I ILfc Mm ILs
压的平均值。-C————+——)为三相直流电容电压总平均值,与直流电容参考值相减
3We 1? We麗
求取误差,经PI环节得到d轴电流参考值Jjr。上层控制根据公式(I)求取出
转化成极坐标，得到幅值Ue和相角a!#表示反正切。
【权利要求】
1.一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法，其特征是在于，包括下列步骤: 步骤1:获取各相的总输出电压； 步骤2:确定各相的H桥等效数目； 步骤3:调整电压参考值； 步骤4:进行均压控制，生成附加控制量； 步骤5:生成触发指令，调制出开关信号。
2.根据权利要求1所述的一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法，其特征在于，所述的确定各相H桥等效数目，其计算方法是，
3.根据权利要求1所述的一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法，其特征在于，所述的调整电压参考值，其方法是，根据计算出来的等效H桥数目?^设定均压算法中的参考电压
4.根据权利要求1所述的一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法，其特征在于，所述的均压控制，其方法是
【文档编号】H02J3/18GK103475006SQ201310441111
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】陈甜妹, 肖湘宁, 郭春林, 杨琳, 张剑, 罗超 申请人:华北电力大学