[發明專利]一種基于矢量控制的靜止無功補償方法及其裝置

無效

• 申請號: 201010511062.0
• 申請日: 2010-10-19
• 公開（公告）號: CN101969204A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 王國強;王瑞艦;陶長海;齊紅超;邢金偉;費承堯
• 申請（專利權）人: 哈爾濱九洲電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及輸變電技術，具體說就是一種基于矢量控制的靜止無功補償方法及其裝置。

(二)背景技術

近年來，由于科學技術的不斷發展，各種電力電子裝置得以大量應用，而隨著各種非線性、沖擊性負荷的不斷增加，電網的無功沖擊、波動、損耗也呈不斷上升的趨勢，特別是在我國電網的建設和運行中一直存在著無功補償容量不足和配備不合理的現象，而這種狀況更易造成系統電壓波動、降低電氣設備的使用壽命，同時還要吸收大量無功功率。無功功率的出現不僅導致發電機出力下降，降低輸配電設備效率，而且增大了網損，嚴重影響供電質量和經濟性。因此，在電力系統運行過程中需補償無功功率，控制不對稱運行，消除高次諧波。

采用靜止型動態無功補償裝置(SVC)可以起到改善系統不平衡、提高負荷功率因數，濾除諧波電流，因此對電力系統電壓穩定和改善電能質量起到了明顯的作用，同時也得到了越來越廣泛的應用。然而對于某些用戶來說，最關心的是由電壓閃爍帶來的閃變問題，如果這個問題解決不好將直接影響到企業的安全生產。從以往的SVC運行經驗可以看出閃變的抑制率與SVC的補償容量以及控制器的響應速度有直接關系，在同樣的補償容量下，響應速度快的控制器在閃變抑制方面要好于響應速度慢的控制器。影響控制器響應速度的主要因素是信號的檢測和計算方法，傳統的算法大都建立在求功率的基礎上，當采用功率算法的SVC面向某些變化速度快的工業負載，如電弧爐等時，因檢測信號中含有較多的諧波成分，會引起濾波前后有較大的延時，同時還會引入檢測誤差，造成控制器計算精度下降，補償裝置響應速度慢，已不能滿足工業現場的要求。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種實時檢測接入點系統參數，根據系統電壓、負荷電流采樣信號，實時計算補償電納值，控制晶閘管觸發角，實現對相控電抗器快速控制的基于矢量控制的靜止無功補償方法及其裝置。

本發明的目的是這樣實現的：所述的一種基于矢量控制的靜止無功補償裝置，它是由晶閘管閥組相控電抗器單元、FC濾波器單元和DSP全數字控制系統組成的，晶閘管閥組相控電抗器單元、FC濾波器單元分別并聯于高壓母線上，晶閘管閥組相控電抗器單元包括晶閘管閥組和相控電抗器，晶閘管閥組由一對反并聯的晶閘管組成，晶閘管閥組串聯在相控電抗器之間，FC濾波器單元由濾波電抗器和電力電容器組成，濾波電抗器連接電力電容器，DSP全數字控制系統連接晶閘管閥組。所述的由基于矢量控制的靜止無功補償裝置實現的方法如下：并聯于高壓母線上的基于矢量控制的靜止無功補償裝置實時檢測接入點的系統參數，采集系統電壓、負荷電流信號，經α/β變換變為α/β坐標系下參量，再經d/q變換變為旋轉坐標系參量，根據瞬時無功理論分別計算出每相的瞬時導納值，再根據計算結果發出對應相的觸發角，來調節每相的感性無功，從而滿足每相的無功需求，實現連續、分相和近似線性的無功功率調節；

負荷的三相不平衡電流為：

上式中，電流用正序分量瞬時值和負序分量瞬時值形式表示，在經過abc三相旋轉坐標系向兩相正交αβ坐標系的變換后，得到電流矢量，再根據瞬時無功理論，得到有功功率和無功功率：

然后經d/q變換變為旋轉坐標系參量，此時基波分量轉化為直流分量，諧波分量為旋轉分量，經過低通濾波，剩下直流分量，即得到負荷的基波正序有功功率和無功功率：

此時將a、b、c相中b、c相調換后，電壓將成為負序的，選擇負序同步旋轉坐標系為參考坐標系，同時，將需要轉換成的兩相坐標系也改成負序同步的，可以得到基波負序有功功率和無功功率：

將基波正序、負序有功功率和無功功率代入矩陣行列式，即可得到三相負荷的補償電納：