[發(fā)明專利]基于靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置的功率因數(shù)補(bǔ)償控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310279339.5
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103337863A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬承寬;賴成毅
• 申請（專利權(quán)）人: 東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種控制方法，尤其涉及一種基于靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置的功率因數(shù)補(bǔ)償控制方法。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中存在大量的感性阻抗，因此需要在這些系統(tǒng)的并網(wǎng)處安裝能夠進(jìn)行動態(tài)無功功率調(diào)節(jié)的電力電子裝置來解決其并網(wǎng)中的低功率因數(shù)問題。目前基于靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置的功率因數(shù)補(bǔ)償控制方法一般采用的是功率因數(shù)閉環(huán)控制方法，即：在原有電流內(nèi)環(huán)解耦控制的基礎(chǔ)上，通過功率因數(shù)閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償系統(tǒng)功率因數(shù)時時跟蹤功率因數(shù)指令值，但是，在工程實(shí)踐中，增加PI調(diào)節(jié)器會增加系統(tǒng)調(diào)試難度以及算法復(fù)雜性等種種問題，工程實(shí)現(xiàn)難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置的功率因數(shù)補(bǔ)償控制方法，對已有的控制方法進(jìn)行改進(jìn)，簡化控制方法，減少控制參數(shù)，以解決風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)中的低功率因數(shù)問題。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

基于靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置的功率因數(shù)補(bǔ)償控制方法，其特征在于該方法包括以下各步驟：

（1）獲取靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)電壓，記為：u_su,u_sv,u_sw，并利用數(shù)字鎖相環(huán)計算出電網(wǎng)電壓電角度_t和電網(wǎng)電壓幅值V_sd；

（2）獲取靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置輸出電流，記為：i_u,i_v,i_w，和發(fā)電系統(tǒng)輸出電流，記為：i_su,i_sv,i_sw；

（3）根據(jù)步驟1獲得的電網(wǎng)電壓電角度，利用3s/2r坐標(biāo)變換方法,將發(fā)電系統(tǒng)輸出電流i_su,i_sv,i_sw變換為有功電流分量和無功電流分量，分別記為i_sd和i_sq；

（4）根據(jù)上述步驟1得到的電網(wǎng)電壓幅值V_sd和步驟3得到的有功電流分量i_sd以及無功電流分量i_sq，利用公式和分別得到發(fā)電系統(tǒng)輸出的有功功率p和無功功率q；

（5）根據(jù)電網(wǎng)功率因數(shù)指令值l^*，利用公式得到靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置所需輸出無功功率值；

（6）通過公式得到靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置所需輸出無功電流的指令值；

（7）根據(jù)步驟1獲得的電網(wǎng)電壓電角度，利用3s/2r坐標(biāo)變換方法,將靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置輸出電流i_u,i_v,i_w變換為有功電流分量和無功電流分量，分別記為i_d和i_q；

（8）將步驟6獲得的無功電流指令值作為靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置電流內(nèi)環(huán)Q軸的指令值，將步驟7獲得的無功電流值作為靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置電流內(nèi)環(huán)Q軸的反饋值。

進(jìn)一步的，在步驟（1）中是通過電壓傳感器獲取靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)電壓。

進(jìn)一步的，在步驟（2）中是通過電流傳感器獲取靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置輸出電流。

本發(fā)明具備的有益技術(shù)效果是：減少了功率因數(shù)控制外環(huán)，使得整個系統(tǒng)設(shè)置的控制參數(shù)減少，易于工程技術(shù)人員調(diào)試，因此有利于本發(fā)明方法的應(yīng)用；不需要檢測電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)電流來計算功率因數(shù)值，只需要檢測靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置并網(wǎng)點(diǎn)電壓和新能源發(fā)電系統(tǒng)輸出電流，從而可以減少一個電壓檢測裝置，節(jié)約系統(tǒng)成本；控制方法簡單、計算量少，有利于工程實(shí)踐。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法求解靜止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置無功電流指令值的詳細(xì)流程圖。

圖2是使用本發(fā)明方法的高壓大功率鏈?zhǔn)届o止型動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置的總控制框圖。

圖3是應(yīng)用本發(fā)明的一個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。

圖4是對圖3所示系統(tǒng)進(jìn)行仿真時，利用本發(fā)明方法控制電網(wǎng)功率因數(shù)為0.9時的仿真波形圖：

圖4（a）是電網(wǎng)輸出功率因數(shù)；

圖4（b）是U相并網(wǎng)點(diǎn)電壓和U相電網(wǎng)電流；

圖4（c）是U相并網(wǎng)點(diǎn)電壓和靜止型無功調(diào)節(jié)裝置輸出U相電流；

圖5是對圖3所示系統(tǒng)進(jìn)行仿真時，利用本發(fā)明方法控制電網(wǎng)功率因數(shù)為1時的仿真波形圖：

圖5（a）是電網(wǎng)輸出功率因數(shù)；

圖5（b）是U相并網(wǎng)點(diǎn)電壓和U相電網(wǎng)電流；