[發(fā)明專利]一種提高STATCOM補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510299145.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN105186526A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李圣清;袁黎;唐琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;G01R19/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高靜止同步補(bǔ)償器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度的方法。

背景技術(shù)

STATCOM是一種動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償、維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定、提高電能質(zhì)量的重要電力電子設(shè)備，近年來(lái)得到迅速發(fā)展，是當(dāng)今補(bǔ)償領(lǐng)域最新技術(shù)的代表。STATCOM能否快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，取決于其指令電流的檢測(cè)方法。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)STATCOM補(bǔ)償指令電流檢測(cè)方法進(jìn)行了多方面的研究。2008年第8期《高電壓技術(shù)》中的“自適應(yīng)頻率跟蹤的諧波電流檢測(cè)方法”一文采用LMS算法在線優(yōu)化，從而獨(dú)立實(shí)時(shí)地檢測(cè)出各相電流中的基波和各次諧波分量，具有優(yōu)良的跟隨性能。2010年第2期《電力自動(dòng)化設(shè)備》中的“基于自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有源電力濾波器諧波電流提取方法”一文提出一種基于ADNN檢測(cè)方法，不僅能檢測(cè)諧波電流中的基波成分，也能檢測(cè)出高次諧波分量的幅值和相位。2005年第9期《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》中的“基于FFT和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非整數(shù)次諧波檢測(cè)方法”一文先對(duì)采樣信息用加漢寧窗的FFT算法進(jìn)行預(yù)處理，得到諧波個(gè)數(shù)和精度不高的諧波次數(shù)；其次根據(jù)諧波個(gè)數(shù)設(shè)定神經(jīng)元個(gè)數(shù)，根據(jù)預(yù)處理后得到的諧波次數(shù)設(shè)定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)諧波次數(shù)迭代的初始值；最后對(duì)改進(jìn)后的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，便可實(shí)現(xiàn)非整數(shù)次諧波的精確檢測(cè)。2009年第2期《高電壓技術(shù)》中的“基于瞬時(shí)無(wú)功理論的諧波和無(wú)功電流檢測(cè)方法”一文按照算法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將其分為鎖相環(huán)節(jié)、矢量變換環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)以及整體電路四個(gè)部分，將不同環(huán)節(jié)的改進(jìn)方法進(jìn)行相互結(jié)合，以應(yīng)用于不同的檢測(cè)情況，從而達(dá)到最佳的檢測(cè)效果，降低對(duì)系統(tǒng)硬件的準(zhǔn)確度要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)i_p-i_q算法檢測(cè)STATCOM補(bǔ)償指令電流時(shí)，易因測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償點(diǎn)端口不在同一位置產(chǎn)生相位及幅值檢測(cè)誤差問(wèn)題，提出了一種提高STATCOM跨越端口時(shí)補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度的方法。該方法引入測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償點(diǎn)的電壓相位信息，通過(guò)預(yù)置相位補(bǔ)償角消除因STATCOM電壓相位差異引起的檢測(cè)誤差，通過(guò)設(shè)置PR控制器消除因STATCOM電壓幅值差異引起的檢測(cè)誤差，從而提高STATCOM補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度。

具體實(shí)施方式如下：

第一步，分別從STATCOM負(fù)載測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償注入點(diǎn)處引入a、b兩相電壓信息e_a、e_b；

第二步，得出e_a、e_b之間的初始相位差為將e_b的相位作為逆變換的發(fā)生信號(hào)，進(jìn)行逆變換前，通過(guò)預(yù)置相位補(bǔ)償角使變換矩陣C和逆變換矩陣為等相位矩陣，從而消除因跨越端口電壓相位差異產(chǎn)生的檢測(cè)誤差；

第三步，得出測(cè)量點(diǎn)處電壓e_a與補(bǔ)償點(diǎn)處電壓e_b之間的幅值比為在低通濾波器(LPF)后增加PR控制器，根據(jù)功率平衡定理，得到PR控制器的比例調(diào)節(jié)系數(shù)為1/K_up，將e_a的直流分量送到PR控制器經(jīng)比例諧振運(yùn)算后得到與e_b等幅值的直流分量，從而消除因跨越端口電壓幅值差異產(chǎn)生的檢測(cè)誤差。

仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)圖1，利用Matlab/simulink工具搭建跨越端口STATCOM仿真模型進(jìn)行了仿真。仿真系統(tǒng)詳細(xì)參數(shù)如下：電源線電壓311V，電源線電流32A，電網(wǎng)頻率50Hz，負(fù)載電感1mH，負(fù)載電阻100Ω，線路電感1mH，線路電阻5Ω。圖2(a)、(b)分別為單相電源電壓和負(fù)載電流的波形，可以明顯看出，電源電壓波形幅度不平衡，負(fù)載電流波形嚴(yán)重畸變，波動(dòng)較大。圖3(a)、(b)分別為傳統(tǒng)i_p-i_q檢測(cè)方法和本發(fā)明檢測(cè)方法檢測(cè)到的諧波電流波形。傳統(tǒng)的i_p-i_q檢測(cè)方法檢測(cè)到的電流波形不佳，其相位與電源電壓相位不一致，存在延時(shí)和誤差。本發(fā)明檢測(cè)方法提取到的電流實(shí)時(shí)性好，大大提高了檢測(cè)精度。