[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

技術領域

本發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

在配電系統中，為提高配電變壓器高壓側的功率因數，改善電網的電能質量，通常在配電變壓器的低壓側設置無功補償裝置。靜止無功補償器(以下簡稱STATCOM)是一種廣泛應用的無功補償裝置，在STATCOM的運行中需要對負載所需的無功功率進行動態的補償，當負載所需的無功功率發生變動時，要求STATCOM輸出的無功功率也能自動地進行跟蹤補償，這是由STATCOM的無功電流跟蹤方法來實現的。

目前，配電系統中STATCOM的傳統無功電流跟蹤方法采用dq0分解直接提取出負載無功電流并使STATCOM輸出的無功電流跟蹤負載無功電流的方法：對負載電流i_L進行dq0分解，q軸電流分量i_Lq表示負載電流的無功分量，從而提取出負載電流的無功分量i_Lq，使STATCOM輸出總參考電流的無功分量等于負載電流的無功分量i_Lq，而總參考電流的有功分量根據STATCOM直流電容電壓的控制環節來確定。同樣對STATCOM的實際輸出電流作dq0分解，提取出輸出電流的有功分量i_Od和無功分量i_Oq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行電流閉環比例積分(PI)控制，生成控制信號，從而形成觸發脈沖控制STATCOM中電力電子器件的開關，使STATCOM輸出的無功電流跟蹤負載無功電流的變化，以達到STATCOM動態補償負載無功功率的目的。

傳統的無功電流跟蹤方法因為直接把負載測量電流中提取出的無功分量作為STATCOM補償電流中無功分量的參考值，所以只適用于STATCOM補償的無功電流與負載電流測量點測得的負載所需無功電流相等的應用場合。以附圖1為例，當負載電流測量點設置在變壓器低壓側L時，STATCOM的補償點就只能設置在變壓器的低壓側L，此時注入L側的補償電流無功分量必須和L側測量得到的負載電流無功分量相等；如果補償點跨越了變壓器設置在高壓側H、變壓器的抽頭T或者外設的第三繞組M上，在經過了變壓器的傳變之后，補償電流和負載電流存在幅值和相位的差異，則負載電流的無功分量不再能作為STATCOM輸出的實際電流的無功分量參考值，傳統的無功電流跟蹤方法將不再適用。因此，傳統方法限制了補償點設置的位置，不利于補償方式的靈活選取。

發明內容

本發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，該方法可以實現更靈活的補償方式。

本發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丙計算得到_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)；