[發(fā)明專利]一種電容分裂式三相四線制靜止同步補償器控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310374072.8
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103457272A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚鋼;周晨;周荔丹;鄭益慧
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種電容分裂式三相四線制靜止同步補償器控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：指令電流檢測環(huán)節(jié)，檢測一電容分裂式三相四線制靜止同步補償電路的負載電流I_Labc中基波正序有功電流分量I_Lfabc，同時，電壓外環(huán)通過穩(wěn)壓環(huán)PI控制器以及均壓環(huán)PI控制器控制實現(xiàn)對所述電容分裂式三相四線制靜止同步補償電路直流側(cè)的穩(wěn)壓控制以及均壓控制；

S2：所述負載電流I_Labc減去所述基波正序有功電流分量I_Lfabc作為電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制器的跟蹤指令，所述電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制器的跟蹤指令減去所述電容分裂式三相四線制靜止同步補償電路中靜止同步補償器發(fā)生的電流得到偏差電流；

S3：將S2中產(chǎn)生的所述偏差電流輸入所述電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制器，通過所述電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制器中內(nèi)環(huán)PI控制器，提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度；通過所述電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制器中外環(huán)重復(fù)控制器，提高電流跟蹤精度；其中，所述電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制器采用所述內(nèi)環(huán)PI控制器嵌入到所述外環(huán)重復(fù)控制器內(nèi)的方式實現(xiàn)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種電容分裂式三相四線制靜止同步補償器控制方法，其特征在于，所示步驟S1進一步包括：

所述電容分裂式三相四線制靜止同步補償器電路包括配電系統(tǒng)、所述靜止同步補償器以及負載，其等效為三個獨立的單相半橋逆變電路；所述靜止同步補償器結(jié)構(gòu)采用LCL濾波器；

指令電流檢測環(huán)節(jié)中，所述穩(wěn)壓環(huán)PI控制器通過反饋調(diào)節(jié)直流側(cè)電壓參考值與直流側(cè)電壓實際值的差值，實現(xiàn)對第一直流側(cè)電容以及第二直流側(cè)電容的穩(wěn)壓控制；所述均壓環(huán)PI控制器根據(jù)電路中所述第一直流側(cè)電容以及所述第二直流側(cè)電容的電壓差的正負性，產(chǎn)生一個與之方向相反的零序調(diào)節(jié)電流指令i_0ref后，進行三維的dq0/abc旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)反變換得到包含零序分量的abc三相指令電流，通過對所述零序電流進行反饋控制實現(xiàn)對所述第一直流側(cè)電容以及所述第二直流側(cè)電容的均壓控制。

3.如權(quán)利要求1所述的基于雙環(huán)控制器的電容分裂式三相四線制靜止同步補償器控制方法，其特征在于，步驟S3中進一步包括，所述偏差電流通過所述電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制器調(diào)節(jié)后輸出值與前饋分量疊加作為靜止同步補償器中緣柵雙極型晶體管的開關(guān)指令。

4.如權(quán)利要求3所述的一種電容分裂式三相四線制靜止同步補償器控制方法，所述前饋分量為配電系統(tǒng)電壓。

5.如權(quán)利要求1所述的一種電容分裂式三相四線制靜止同步補償器控制方法，其特征在于，所示步驟S3中，所述重復(fù)控制器的傳遞函數(shù)為：Cim(z)=c(z)e(z)=11-Q(z)z-N]]>

式中Q(z)為增強系統(tǒng)魯棒性的輔助濾波器，e為誤差信號，N為內(nèi)模步長，c(z)為內(nèi)模輸出的控制信號，為重復(fù)控制器的誤差信號e(z)為：

e(z)=(1-Q(z)z-N)(1-P(z))1-z-N(Q(z)-zkS(z)P(z))ir(z)]]>

式中，i_r為參考信號，S(z)為低通濾波器，z^k為相位補償器，P(z)為經(jīng)過所述內(nèi)環(huán)PI控制器校正后的內(nèi)環(huán)控制傳遞函數(shù)的離散化模型：

P(z)=GLCL(z)·GPI(z)1+GLCL(z)·GPI(z)]]>

式中，G_LCL(s)LCL濾波器的傳遞函數(shù)：

GLCL(s)=1(L1+L2+Ls)s+R]]>

式中，L_s為電網(wǎng)等效電感，L₁為網(wǎng)側(cè)濾波電感，L₂為逆變器側(cè)濾波電感，R為所述LCL濾波器線路的等效阻抗，所述內(nèi)環(huán)PI控制器傳遞函數(shù)為：式中K_P、K_I分別為PI控制器的比例系數(shù)以及積分系數(shù)；

其中，所述輔助補償器Q(z)取小于1的常數(shù)，所述低通濾波器S(z)采用二階濾波器，所述相位補償器z^k綜合P(z)和S(z)的相位延時來選取。