一种statcom接入点电压补偿方法
【专利摘要】本发明公开了一种STATCOM接入点电压补偿方法，包含以下步骤：计算负载的有功功率、无功功率、接入点参考电压值与有效值的电压差值，分别送入直接电压控制器，由直接电压控制器输出需要补偿的无功功率；将STATCOM直流侧电容电压的反馈值与其指令值进行比较，误差经过比例积分环节调节后的输出再与节点电压矢量相乘为STATCOM输出参考有功功率；对需要补偿的有功功率和无功功率分别控制处理，以控制STATCOM的输出。本发明的方法引入负载扰动对电压控制环节影响的补偿模块，使接入点电压控制环节模型更为精确，降低了负载扰动对电压控制环节的影响；增加了接入点电压控制的动态稳定性能和电压补偿的快速性。
【专利说明】—种STATCOM接入点电压补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种STATCOM接入点电压补偿方法，属于电力【技术领域】。
【背景技术】
[0002]STATCOM(Static Synchronous Compensator,静止同步补偿器)在配电网中的应用主要有两个方面:提高功率因数和调节系统电压。虽然这两个方面都是通过STATCOM向系统中注入无功电流来实现，但补偿的目的不同，其实现的补偿的原理也不尽相同。
[0003]通过一些控制算法可以将STATCOM等效为一个受控电源，而其中的连接电抗器、各类功率器件损耗，可以集中用等效电阻R来表示，从而得到如图3所示的简化的STATCOM的单相等效电路，交流侧的输出电压、电网电压以及补偿电流之间的相量关系如图4a、图4b所示。由于在简化的单相模型中采用了等效电阻来表示全部的有功损耗，而STATCOM作为一个独立的受控源其只和电网做无功功率的交换而不从电网吸收有功功率。所以其交流
侧补偿电流相量与输出电压相量的相位无论是超前或者滞后始终相差90°，而补偿
电流?与电网电压的相差为90° ，此时STATCOM交流侧输出电流h中包含一定的有功电流分量，这部分有功分量用来补偿STATCOM的各种等效损耗。因此，控制STATCOM交流输出侧电压，就可以控制补偿电流Ie的相位和大小，从而调节STATCOM吸收或发出的无
功功率。
[0004]图5为STATCOM的系统简化等效接线图，其中Us为等效的电力系统电源电压，Rs+jXs为由负荷端视入的无穷大系统等效戴维南阻抗，Up为STATCOM接入点处的系统电压，也就是负荷的供电电压。当STATCOM没有投入运行时，负荷工作中所需的无功功率Q1完全由系统承担。如果Q1较大，有功功率P1—定(由系统实际出力所决定的)，功率因数会很低，线路损耗也会大大增加。当STATCOM接入系统后，将产生容性无功功率Q。，为系统提供无功支持。理想情况下，当Q。= Q1时，STATCOM将完全抵消负荷从电网吸收的无功功率，使系统功率因数等于I。
[0005]在电网中，两个节点之间电压的幅度差主要是由无功功率决定的，如果系统中无功功率过大，就会产生很大的电压损耗，如果不能及时进行无功补偿，在负荷处会出现欠压现象。在图5中，假定无穷大系统提供的有功功率和无功功率分别为Ps和Qs，负荷的有功功率和无功功率分别为P1和Q1, STATCOM补偿的无功功率为Q。。则当STATCOM没有投入运行时，负荷的无功功率完全由系统承担，此时Qs = Q1，系统的电压损耗为:
【权利要求】
1.一种STATCOM接入点电压补偿方法，其特征是，包含以下步骤: (1)采集电网公共接入点PCC处的三相相电压，负载侧的三相相电流以及STATCOM直流母线电压； (2)计算出当前时刻负载从电网侧吸收的有功功率P1和无功功率Q1； (3)获得电网公共接入点当前时刻三相电压的瞬时有效值UP，计算出电网公共接入点参考电压僅G与实际瞬时有效值Up的电压差值AUp; (4)将电网公共接入点电压差值ΛUp和负载从电网侧吸收的有功功率P1、无功功率Q1,分别送入直接电压控制器DVC，由直接电压控制器输出需要补偿的无功功率Q。； (5)将STATCOM直流母线电压的实际值Udc作为反馈与直流母线电压给定值进行比较，误差经过比例积分环节PI调节后的输出再与直流母线电压实际值相乘作为STATCOM输出参考有功功率P。； (6)对补偿STATCOM需要补偿的有功功率P。和无功功率Q。分别由直接功率控制模块进行控制处理，获得STATCOM的电压控制量经电压空间矢量脉宽调制控制STATCOM的输出。
2.根据权利要求1所述的STATCOM接入点电压补偿方法，其特征是， 步骤⑷中直接电压控制器DVC中包括PI控制器和负载功率扰动补偿模块；将电网公共接入点电压差值AUp送入PI控制器计算获得STATCOM补偿无功功率第一部分Qel，将电网公共接入点电压差值Λ UP、接入点电压瞬时有效值UP、负载有功功率P1和无功功率Q1分别送入负载功率扰动补偿模块计算获得STATCOM补偿无功功率第二部分0。2，补偿无功功率第一部分Qca和第二部分9。2相加后获得最终需要补偿的无功功率Q。。
3.根据权利要求2所述的STATCOM接入点电压补偿方法，其特征是， 所述负载功率扰动补偿模块中的计算式为:
4.根据权利要求3所述的STATCOM接入点电压补偿方法，其特征是， 补偿前:
5.根据权利要求1所述的STATCOM接入点电压补偿方法，其特征是，步骤(2)中，依据采集到的PCC点三相相电压Ura，通过Clark变换获得PCC点电压在α β坐标下正交电压分量Ua和U0，采用锁相环或反三角函数获取电网电压同步信号，在对PCC点电压和负载电流，进行Clark变换和Park变换，利用瞬时无功理论，计算出当前时刻负载从电网侧吸收的有功功率P1和无功功率％。
6.根据权利要求1所述的STATCOM接入点电压补偿方法，其特征是，步骤(6)中，需要补偿的有功功 率P。和无功功率Q。由直接功率控制模块控制处理，获得STATCOM的电压控制量在dq坐标下的d轴分量Vd和q轴分量vq,并对Vd和Vq进行dq/abc变换。
【文档编号】H02J3/16GK103972899SQ201410206705
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】谭国俊, 张传金, 张晓 , 张辉, 王珂 申请人:徐州中矿大传动与自动化有限公司