[發(fā)明專利]基于序分量法的靜止無功功率補(bǔ)償控制方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210161553.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN102684206A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛業(yè)春;李國(guó)慶;全鳳岐;王振浩;王芝茗;李衛(wèi)國(guó);李春東;王玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué);遼寧電能發(fā)展股份有限公司;遼寧省電力有限公司本溪供電公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償領(lǐng)域，是一種基于序分量法的靜止無功功率補(bǔ)償控制方法。

背景技術(shù)

配電系統(tǒng)無功平衡對(duì)于電壓和線損都有重要的意義，無功過剩或不足將導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓升高或降低，電壓質(zhì)量惡化，電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償和無功平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件。

電力系統(tǒng)中的無功電源主要包括：同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、并聯(lián)電容器、高壓架空線路和電纜線路的對(duì)地電容以及靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置。電力系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)無功熱備用容量主要由運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)和靜止無功補(bǔ)償裝置來提供。發(fā)電機(jī)所發(fā)出的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了電網(wǎng)對(duì)無功的需求。過去幾十年中，同步調(diào)相機(jī)在電力系統(tǒng)的無功功率控制中一度發(fā)揮著主要的作用，然而，同步調(diào)相機(jī)的損耗和噪音都比較大，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，而且響應(yīng)速度也比較慢；盡管隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，同步調(diào)相機(jī)的控制性能有所改善，但是，從總體上講這種補(bǔ)償手段己經(jīng)陳舊，在很多情況下難以滿足快速動(dòng)態(tài)無功功率控制的要求，近年來已逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)行。自從美國(guó)學(xué)者L.Gyugyi在1976年提出利用半導(dǎo)體變流器進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)睦碚撘詠恚o止同步補(bǔ)償器（STATCOM）在工程應(yīng)用方面取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展因此，目前在電力系統(tǒng)中大力發(fā)展靜止無功補(bǔ)償裝置勢(shì)在必行，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來，配電網(wǎng)中整流器、變頻調(diào)速裝置、電弧爐、電氣化鐵路等負(fù)荷不斷增加。這些負(fù)荷的非線性、沖擊性和不平衡性的用電特性，使網(wǎng)絡(luò)中的電壓、電流波形發(fā)生畸變，或引起電壓波動(dòng)、閃變和三相不平衡。電力系統(tǒng)三相不平衡是由于三相負(fù)載不平衡或系統(tǒng)三相參數(shù)不對(duì)稱所致，產(chǎn)生的負(fù)序電壓和負(fù)序電流將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機(jī)發(fā)熱和振動(dòng)，變壓器漏磁增加和局部過熱，電網(wǎng)線損增大及各種保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)等等。

人們?cè)诜治龊驮O(shè)計(jì)電力電子設(shè)備時(shí)，通常假設(shè)這些裝置運(yùn)行在對(duì)稱工況下。然而，這種假設(shè)與實(shí)際情況往往不符，尤其是系統(tǒng)對(duì)稱的假設(shè)一般難于滿足。對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量的調(diào)查表明，電網(wǎng)或多或少存在相位和幅值的不對(duì)稱，系統(tǒng)故障情況下則會(huì)更嚴(yán)重。在三相電壓平衡情況下設(shè)計(jì)出來的電壓控制器，當(dāng)電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)其控制性能會(huì)變差，降低了配電網(wǎng)靜止無功補(bǔ)償裝置的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性改進(jìn)和創(chuàng)新，提供一種方法科學(xué)、合理、適用，能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)靜止無功補(bǔ)償器進(jìn)行無功補(bǔ)償，補(bǔ)償效果好的基于序分量法的靜止無功功率補(bǔ)償控制方法。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種基于序分量法的靜止無功功率補(bǔ)償控制方法，其特征是，它包括以下步驟：?

（1）首先利用對(duì)稱分量法，將測(cè)量的a、b、c三相負(fù)載各相電流????????????????????????????????????????????????、、由相分量變換為序分量，得到需要補(bǔ)償?shù)恼螂娏骱拓?fù)序電流的值；

????????????????????????（1）??

其中：，e是自然對(duì)數(shù)的底，j是虛數(shù)單位；

（2）由電流與電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算逆變單元輸出的正序電壓基波分量、負(fù)序電壓基波分量的大小；

（3）對(duì)于正序電壓基波分量、負(fù)序電壓基波分量通過坐標(biāo)變換，分別得到其在（α，β）坐標(biāo)系下的、、、。、、、是空間矢量分解得到的子軸分量；

（4）將正序電壓、負(fù)序電壓的（α，β）坐標(biāo)系下子軸分量分別進(jìn)行疊加，得到輸出電壓矢量的（α，β）軸分量，將一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)刻的正序、負(fù)序電壓矢量進(jìn)行合成，得到一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)刻的參考電壓矢量；

(5)對(duì)各時(shí)刻的電壓矢量，利用DSP進(jìn)行SVPWM控制，生成一系列的PWM信號(hào)；

(6)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，發(fā)出需要補(bǔ)償?shù)碾娏鳎瑢?shí)現(xiàn)不對(duì)稱靜止無功功率補(bǔ)償。

本發(fā)明的基于序分量法的靜止無功功率補(bǔ)償控制方法，由于采用a、b、c三相電流變換到序電流，正序電壓空間矢量變換、負(fù)序電壓空間矢量變換和正負(fù)序空間矢量合成，根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)娜嚯娏鳎ㄟ^對(duì)稱分量法得到正序、負(fù)序補(bǔ)償電流，將正序電壓和負(fù)序電壓轉(zhuǎn)換到（α，β）坐標(biāo)系下，對(duì)正序分量、負(fù)序分量在（α，β）坐標(biāo)系下的值進(jìn)行疊加，然后利用DSP進(jìn)行SVPWM控制，生成一系列的PWM信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，發(fā)出需要的補(bǔ)償電流，從而實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱靜止無功功率補(bǔ)償。具有方法科學(xué)、合理、適用，能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)靜止無功補(bǔ)償器進(jìn)行無功補(bǔ)償，補(bǔ)償效果好等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是基于序分量法的靜止無功功率補(bǔ)償控制方法涉及的主電路原理圖；