[發明專利]一種基于功率平衡的靜止無功補償器無功電流跟蹤方法

有效

• 申請號: 201010168781.7
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN101847874A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 尹項根;文明浩;張哲;張斌;熊卿;劉健;王存平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

1.一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?取當前采樣時刻為計算開始時刻，設為t₀，設T為電網工頻周期，利用t₀-T時刻到t₀時刻變壓器低壓側的三相相電壓和相電流的采樣值數據，計算出t₀時刻低壓側三相相電壓的幅值V_Lam、V_Lbm、V_Lcm和相位以及低壓側三相相電流的幅值I_Lam、I_Lbm、I_Lcm和相位計算相電壓和相電流之間的相位差再計算得到t₀時刻負載所需的三相無功功率Q_L；

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據，計算出t₀時刻補償點處相電壓的幅值V_Oam、V_Obm、V_Ocm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i_QRa(t₀)、i_Qrb(t₀)、i_QRc(t₀)；

第3步?將補償點電壓的合成電壓矢量的方向作為dq0旋轉坐標系的d軸方向時，輸出電流矢量在d軸上的投影i_Od表示輸出電流的有功分量，在q軸上的投影i_Oq表示輸出電流的無功分量；據此對靜止無功補償器輸出純無功參考電流進行abc三相坐標系到dq0旋轉坐標系的坐標變換，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i_QRa(t₀)、i_Qrb(t₀)、i_QRc(t₀)在dq0坐標系下的分量i_QRd(t₀)、i_QRq(t₀)、i_QRa(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i_Oa(t₀)、i_Ob(t₀)、i_Oc(t₀)進行坐標變換，分別得到它們在dq0旋轉坐標軸下的分量i_Od(t₀)、i_Oq(t₀)、i_O0(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節的輸出作為t₀時刻總參考電流的有功分量i_Rd(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i_QRq(t₀)作為總參考電流的q軸無功分量i_Rq(t₀)，計算出i_Rd(t₀)與i_Od(t₀)的差值Δi_d(t₀)，以及i_Rq(t₀)與i_Oq(t₀)的差值Δi_q(t₀)；

第5步?把上述第4步得到的Δi_d(t₀)和Δi_q(t₀)分別通過電流比例積分環節運算使得系統穩定運行，此時電流比例積分環節的輸出量分別作為靜止無功補償器電壓控制量在dq0坐標系下的d軸分量v_Pd(t₀)和q軸分量v_Pq(t₀)，把電壓控制量的0軸分量v_P0(t₀)設為0；

對v_Pd(t₀)、v_Pq(t₀)、v_P0(t₀)進行dq0旋轉坐標系到abc三相坐標系的坐標變換，得到abc坐標系下PWM脈沖發生器的調制波信號瞬時值v_Pa(t₀)、v_Pb(t₀)、v_Pc(t₀)；

第6步?將調制波信號瞬時值v_Pa(t₀)、v_Pb(t₀)、v_Pc(t₀)經過PWM調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，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，轉入第1步，重復執行第1步到第7步，直至關機。