[發明專利]一種靜止無功發生器的三環控制算法

有效

• 申請號: 201210282794.6
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN102801172A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 解大;賈玉健;盧婧婧;余志文;庒駿鵬;蔣傳文;艾芊;何偉;潘瑜
• 申請（專利權）人: 上海信元瑞電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

技術領域

本發明涉及一種靜止無功發生器（SVG）的控制算法，尤其涉及一種基于電壓外環、電流內環和穩定校正環的靜止無功發生器的三環控制算法。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，各種非線性、沖擊性設備的使用給電網帶來了大量的諧波污染，由此帶來功率因數低，諧波污染嚴重，以及系統損耗加大等問題，各種無功補償和諧波治理的FACTS（柔性交流輸電系統）設備應運而生。靜止無功發生器等無功補償設備的補償性能決定于其控制算法，只有采用合理恰當的控制算法，才能獲得良好的動態性能、穩定性能。當前，用于靜態無功發生器的控制算法一般是基于電壓外環與電流內環的雙環控制算法，該算法原理簡單，易于實現，計算量適當，配合瞬時無功電流檢測算法，可以動態地進行有效的無功補償。然而，該類算法系統的穩定性能不甚理想，并且隨著閉環回路增益的提高，系統根軌跡趨于轉向右半平面，使得靜止無功發生器不能穩定工作，必須采用適當的技術來進行校正。

如圖1所示，為靜止無功發生器所常用的一種電壓電流雙環控制算法的傳遞函數框圖。電流內環的控制目標是控制SVG輸出的無功電流i_q跟蹤經過計算得出的目標電流i_q^*；電壓外環的控制目標是控制直流側電容電壓U_dc，使其穩定在設定的參考電壓U_ref附近。圖1中，K_v為電壓偏差與電流i_q^*之間的放大系數，T_v為該放大器的時間常數；K_i為電流置換比較器的電流放大倍數，T_i為電流滯環比較控制器的開關周期，S_i為變流器以最大電流工作時的飽和系數；K_PWM為PWM等效增益，T_s為電流內環電流采樣周期，即PWM開關周期；K_R為電壓測量回路的電壓放大比例系數，T_R為電壓測量回路的時間常數；s表示時間。

根據圖1所示的雙環控制算法系統各單元的傳遞函數，則可以寫出該系統的傳遞函數為：

Udc(s)Uref(s)=G(s)1+G(s)H(s)---(1)]]>

其中，G(s)表示前向傳遞函數，H(s)表示反饋傳遞函數，它們的表達式為