[實用新型]一種基于LADRC的電壓補償器

有效

• 申請號: 201520963723.1
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN205283137U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 史學偉;馬力;鄭宇清;劉漢民;岳巍澎;臧鵬;吳濤程;東霞;馬步云;王斌;葛林耀
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網新源張家口風光儲示范電站有限公司
• 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

(一)技術領域

本實用新型屬于電力系統無功補償領域，涉及一種基于LADRC (LinearActiveDisturbanceRejectionControl——線性自抗擾控制) 的電壓補償器。

(二)背景技術

電力工業作為國民經濟的支柱產業，是STATCOM廣泛應用的領 域。靜止同步補償器在電力系統中可以實現快速平滑地吸收感性和容 性無功功率的目的，它具有起動無沖擊、調節連續、響應快速、占地 面積小等優點。

對于普通STATCOM存在輸出諧波含量大、開關器件容量及電壓 等級受限等問題。作為改進，可以使用級聯多電平技術方案，這種方 案通過多電平方法減少了諧波的輸出，同時使用級聯方式，減小了單 個開關器件承受的電壓等級及容量要求，另外形成了易于分別控制的 模塊化結構，是比較完美的大容量STATCOM解決方案。

STATCOM的控制策略直接影響著系統的動態響應以及是否能夠 快速、連續的提供無功功率支撐以穩定系統電壓。目前控制策略多是 傳統PID控制，電力系統屬于強非線性對象，因而其應用范圍將受到 很大限制。作為PID的發展和延伸，自抗擾控制器(ADRC)經過多 年實踐證明了其在強非線性和不確定大擾動下仍然具有很好的控制 精度，但同時ADRC技術也面臨著控制參數多、調節復雜的問題。為 了便于現場技術人員調試，從而得到廣泛的推廣，LADRC應運而生， 其使用線性函數代替了ADRC的非線性函數。在取得同樣的控制效果 的同時，進一步簡化了控制參數，降低了調試的復雜程度。

(三)實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于LADRC的電壓補償器，它 采用適用于大容量STATCOM的級聯七電平逆變器為主電路結構，且 利用高性能的信號處理器(DSP)和靈活的線性自抗擾控制技術以獲 得高精度的控制效果，大大提高了系統的快速性和魯棒性，最大程度 上提高了系統的無功補償響應速度，保證了電能質量。

本實用新型的技術方案：一種基于LADRC的電壓補償器，其特 征在于它包括主電路模塊、DSP控制模塊、檢測模塊、IGBT驅動模 塊；其中所述檢測模塊輸入端通過電流互感器(CT)與主電路相連， 采集三相電壓、電流、相位信號，其輸出端與DSP控制模塊相連；所 述DSP控制模塊輸出端連接IGBT驅動模塊輸入端；所述IGBT驅動模 塊輸出端連接主電路模塊。

所述主電路模塊每相由三個H橋單元串聯而成，所述H橋單元由 兩個橋臂I、II及一個直流側電容C并聯而成，所述橋臂I由IGBT管T1、 T2與二級管D1、D2分別反并聯后串聯而成，所述橋臂II由IGBT管T3、 T4與二級管D3、D4分別反并聯后串聯而成。

所述DSP控制模塊由A/D采樣單元、主控制器單元、外部接口單 元、外擴存儲單元組成。其中所述A/D采樣單元輸入端與檢測模塊連 接，輸出信號與主控制器單元連接；所述主控制器單元與外部輸出接 口單元連接；所述外部輸出接口單元與IGBT驅動模塊相連；且所述 主控制器單元還與外擴存儲單元成呈雙向連接。

所述由A/D采樣單元采用帶有16位A/D轉換器采用Σ―ΔA/D 技術的高精度芯片AD7705。

所述主控制器單元采用TI公司生產的32為浮點數字信號處理器 TMS320C28335。

所述外部接口單元采用晶體管輸出光電耦合器TLP512。

所述外擴存儲單元采用512K，16位的flash存儲芯SST39VF800。

所述檢測模塊由三相網側電流檢測單元、三相負載電流檢測單 元、直流側電壓檢測單元、相位檢測單元組成。所述三相網側電流檢 測單元輸入端通過CT與主電路模塊相連，輸出端與DSP控制模塊相 連；所述三相負載電流檢測單元輸入端通過CT與主電路模塊相連， 輸出端與DSP控制模塊相連；所述直流側電壓檢測單元輸入端與主電 路模塊相連，輸出端與DSP控制模塊相連；所述相位檢測單元通過鎖 相環與主電路模塊相連，輸出端與DSP控制模塊相連。

所述IGBT驅動模塊由三角波發生單元和比較器單元組成。所述 三角波發生器單元輸出端連接比較器單元；所述比較器單元輸入端同 時連接DSP控制模塊，輸出端連接主電路模塊。

所述三角波發生器單元采用高頻精密函數信號發生器芯片 MAX038。

所述比較器單元采用四路獨立的電壓比較器芯片LM339。