[發明專利]一種基于線性自抗擾的SVC控制器

在審

• 申請號: 201610073370.7
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN107026456A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 馬幼捷;趙濤;周雪松
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 天津天麓律師事務所12212
• 代理人: 王里歌

(一)技術領域：

本發明屬于電力系統靜止無功補償器(Static Var Compensator—SVC)控制技術領域，尤其是一種基于線性自抗擾的SVC控制器。

(二)背景技術：

電力系統是一個復雜的非線性系統，隨著日益增多的沖擊性負荷(如電弧爐、軋機、絞車、電焊機等)接入電網，晶閘管、IGBT、GTO等整流器件、非線性負荷大量使用，造成了電網電能質量嚴重惡化。SVC是柔性交流輸電系統(FACTS)的重要成員之一，它不僅用于輸電網用以控制節點電壓水平，提高傳輸可控性、系統穩定性和輸送容量，還廣泛應用于配電網中用來提高供電可靠性和電能質量。由于其擁有同類裝置無可比擬的性價比，因此被廣泛用于電力系統動態電壓穩定控制和無功補償。

SVC用于電力系統穩定控制主要起到穩定節點電壓的作用。SVC穩定電壓，主要通過其對電壓的控制來實現的，電壓控制策略的優劣，直接影響SVC的性能。因此，研究電壓控制策略成為了研究SVC裝置的熱點。不少文獻提出了傳統PI控制、神經網絡、自適應等控制方法。但傳統PI控制在動態調節過程中的快速性與超調的矛盾不易解決，動態調節效果不理想。神經網絡、自適應等人工智能方法雖然能達到較好的控制效果，但理論復雜，設計及工程實現困難，并且針對特定的對象不具備傳統PI控制的普適性(即可應用于所有對象的控制系統中)。本發明提出了采用線性自抗擾LADRC(Linear Active Disturbance Rejection Controller——線性自抗擾控制器)的設計方法，該方法即保留自抗擾控制技術ADRC(Active Disturbance Rejection Controller——自抗擾控制器)不依賴被控對象的具體模型等優點又克服了非線性自抗擾控制參數多難于調試的難題，使得該控制器既能達到很好的控制效果又能易于實現。

(三)發明內容：

本發明的目的在于提供一種基于線性自抗擾的SVC控制器，它既 能解決傳統PI控制快速性和超調的矛盾問題，又能克服非線性ADRC(Active Disturbance Rejection Controller——自抗擾控制器)參數多難于調試的難題，還具備像傳統PI控制一樣的普適性。從而達到了控制效果好又易于實現的要求。

本發明的技術方案：一種基于線性自抗擾的SVC控制器，其特征在于它是包括采樣調理單元、運算控制單元、執行單元、保護電路單元、顯示單元、外圍電路和主電路單元構成；其中，所述采樣調理單元的輸入端采集電力系統母線中需要進行處理和分析的模擬量信號，其輸出端與運算控制單元的輸入端連接；所述運算控制單元的輸出端分別與執行單元、保護電路單元、顯示單元、外圍電路的輸入端連接；所述執行單元的輸出端與主電路單元的輸入端連接。

所述采樣調理單元是由電壓互感器、電流互感器、濾波放大電路及信號調理電路構成；其中所述電壓互感器和電流互感器的輸入端采集系統母線電壓和電流信號，其輸出端與濾波放大電路連接；所述濾波放大電路的輸出端輸出電壓信號和電流信號的弱電信號，與信號調理電路的輸入端連接；所述信號調理單元的輸出端與運算控制單元的輸入端連接。

所述電壓互感器是星格SPT204A；所述電流互感器是星格SCT254；所述濾波放大電路采用二階低通濾波器電路。

所述運算控制單元由內置A/D采樣模塊、LADRC控制模塊、PWM輸出模塊、定時器、寄存器、捕獲模塊的DSP控制芯片構成。

所述DSP控制芯片是美國德州儀器公司(TI)的TMS320F2812芯片；所述A/D采樣模塊的輸入端采集采樣調理電路發出的電壓、電流信號，其輸出端與LADRC控制模塊相連；所述PWM輸出模塊的輸入端接收LADRC控制模塊的輸出信號，其輸出端與執行單元的輸入端連接。

所述執行單元由觸發脈沖放大電路構成，其中包括脈沖變壓器和可控硅；所述脈沖變壓器選用北京瑞田達公司的KCB-04A1型；其接入運算控制單元的輸出信號，輸出端接主電路；

所述保護電路單元為BOD(Break Over Diode)保護電路，其輸入、輸出端都接主電路，起到晶閘管過電壓保護的作用；

所述主電路單元由TCR+TSC型SVC構成，其接入執行單元發出的觸發脈沖信號，輸出端與電網連接。