[發明專利]一種星形鏈式高壓STATCOM低電壓穿越控制方法與裝置

有效

• 申請號: 201410307775.3
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104124695A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 劉剛;張建;梁燕;孫健;張揚;左廣杰;高志軍;蘆開平
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種星形鏈式高壓STATCOM低電壓穿越控制方法與裝置。

背景技術

隨著新能源的大規模集中及分散式接入電網，電力系統輸配電網絡結構也隨之改變。傳統的強交流互聯，轉換為交流超高壓電網為主，三縱三橫直流遠距離互聯。由于距離因素和電機類負荷量大，需要消耗大量的無功功率。另一方面，電力系統對電能質量特別是無功的要求越來越高。靜止同步補償器(Static?Synchronous?Compensator，STATCOM具有響應速度快、體積小、功率調節范圍寬、不易引起諧振等優點，被認為是目前最先進的無功補償裝置，大容量STATCOM的使用有利于提高輸電能力并增強系統穩定性。

高壓STATCOM的星形拓撲結構(如圖1)在35kV及其以下電壓等級應用廣泛，其優點為：星形拓撲下換流鏈僅承受相電壓，相對耐壓較低，絕緣要求小，小容量情況下容易對IGBT進行器件選型，具有成本低、體積小等優點。

電力系統會由于短路或者投切負荷、雷擊等產生電壓的暫態上升或者暫態下降。其中，暫態下降又被稱為跌落在系統中較為常見。跌落的類型主要有三相跌落、兩相跌落和單相跌落等。

三相跌落是指電力系統三相電壓都發生了跌落，產生了幅值和相位的差異。兩相跌落是指由于兩相之間發生短路或者其他故障，兩相電壓發生了幅值和相位的差異。單相跌落是指僅有一相電壓的幅值和相位發生改變。

如果高壓STATCOM沒有相應的低電壓穿越功能，則在發生跌落的時候，會產生暫態故障，主要是指：裝置過流以及三相換流鏈直流母線電壓不均甚至過壓故障。

裝置過流產生的原因是，由于未加入低電壓穿越控制功能，電力電子裝置的調制度不能夠迅速改變，那么STATCOM的電抗器會產生較大的電壓差，從而形成瞬態過電流，引起裝置故障。

裝置產生直流母線不均的原因是，如果不加入低電壓穿越控制，跌落一相的換流鏈電壓必然會發生降低，這樣三相會發生不對稱，瞬態可能造成某些鏈節電壓抬升，引起過壓故障。

該方法解決了在電網電壓波動率較高的條件下，正常投運高壓STATCOM的電網適應性問題。經試驗證明，該方法能夠有效的在0.2p.u.到0.4p.u.跌落情況下實現高壓STATCOM的正常運行，并且在電網電壓恢復正常時，能夠快速恢復。該方法實現簡單，控制性能良好，具有較強的工程應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種星形鏈式高壓STATCOM低電壓穿越控制方法與裝置，用以解決現有技術對電網電壓快速跟隨的問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括：

一種星形鏈式高壓STATCOM低電壓穿越控制方法，包括如下步驟：

1)，比較直流電壓給定值(u^*_dc)與三相直流電壓平均值(u_{dc_av})，通過PI調節輸出d軸正序直流電流給定值d軸正序直流電流給定值與d軸正序直流電流反饋值(i_d+)相比較，通過PI調節輸出d軸正序直流電壓給定值(u'_d+)，d軸正序直流電壓給定值(u'_d+)與帶前饋系數的d軸正序電網電壓(K·u_gd+)相比較，輸出d軸正序直流電壓信號(u_d+)；

2)，q軸正序直流電流給定值與q軸正序直流電流反饋值(i_q+)相比較，通過PI調節輸出q軸正序直流電壓給定值(u'_q+)，q軸正序直流電壓給定值(u'_q+)與帶前饋系數的q軸正序電網電壓(K·u_gq+)相比較，輸出q軸正序直流電壓信號(u_q+)；

3)d軸負序直流電流給定值與d軸負序直流電流反饋值(i_d-)相比較，通過PI調節輸出d軸負序直流電壓給定值(u'_d-)，d軸負序直流電壓給定值(u'_d-)與帶前饋系數的d軸負序電網電壓(K·u_gd-)相比較，輸出d軸負序直流電壓信號(u_d-)；