[發明專利]一種級聯型星形連接STATCOM直流母線相間均壓控制方法

有效

• 申請號: 201610167747.5
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105720587B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 胡海兵;陸道榮;王江峰;朱建鑫;孫永恒;姚建輝;王森;楊天宇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 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

1.一種級聯星形連接STATCOM直流母線相間均壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

級聯STATCOM的主電路每相由N個H橋模塊串聯而成，三相以星形方式連接，可通過向STATCOM的三相輸出電壓中疊加負序分量，負序電壓可產生負序電流，負序電壓與正序電流、負序電流與正序電壓分別作用可改變每相的功率流分配，實現三相直流母線相電壓均衡；

STATCOM輸出電壓的正序與負序分量由其輸出的調制波正序與負序分量決定，電流環的控制輸出為調制波的正序分量，相間均壓環控制輸出將產生調制波的負序分量；在三相所有直流電壓的控制下，可根據STATCOM的A、B兩相直流電壓與其參考值的偏差，在調制波中直接產生用于相間均壓的負序分量，且又不影響其中的正序分量，實現與電流環控制的解耦；然后去除調制波中的零序分量，調制波的零序分量對控制無用且會增加過調制的風險；最后調制波再通過每相內部各模塊直流電壓均衡控制，得到各模塊輸出指令電壓。

2.根據權利要求1所述的級聯星形連接STATCOM直流母線相間均壓控制方法，其特征在于：根據STATCOM的A、B兩相直流電壓與其參考值的偏差，在調制波中直接產生用于相間均壓的負序分量，且又不影響其中的正序分量，實現與電流環控制的解耦，步驟如下：

1)檢測級聯星形連接STATCOM的A、B、C三相所有H橋模塊直流側電壓U_dcai、U_dcbi、U_dcci(i＝1，2...N)，得到3N個直流電壓值，計算各相N個H橋模塊直流電壓的和U_dca、U_dcb、U_dcc，并對這3個值求平均，得三相直流側電壓之和的平均值U_dcref；

2)將U_dcref與級聯星形連接STATCOM的A相各模塊直流電壓之和U_dca經過單路減法器相比較，其輸出經過單路比例積分調節器調整，單路比例積分調節器輸出A相d軸微調量Δd_da；

將U_dcref與級聯星形連接STATCOM的B相各模塊直流電壓之和U_dcb經過單路減法器相比較，其輸出經過單路比例積分調節器調整，單路比例積分調節器輸出B相d軸微調量Δd_db；

3)分別求取Δd_da與Δd_db的相反數后經過單路加法器，得到C相d軸的微調量Δd_dc；

4)將步驟2)與3)求得的三相d軸微調量Δd_da、Δd_db、Δd_dc分別疊加到電流環控制輸出的d軸調制波d_cd上，得到三相新的d軸調制波d_cda、d_cdb、d_cdc；

5)通過鎖相環得到電網電壓A相的相位及其正弦值sin(wt)與余弦值cos(wt)；

6)將d_cda與電流環控制輸出的q軸調制波d_cq經過dq到abc坐標變換后，取A相調制波d_fa輸出，其計算表達式如下：

d_fa＝d_cda·cos(ωt)-d_cq·sin(ωt)

將d_cdb與電流環控制輸出的q軸調制波d_cq經過dq到abc坐標變換后，取B相調制波d_fb輸出，其計算表達式如下：

dfb=dcdb·cos(ωt-23π)-dcq·sin(ωt-23π)]]>

將d_cdc與電流環控制輸出的q軸調制波d_cq經過dq到abc坐標變換后，取C相調制波d_fc輸出，其計算表達式如下：

dfc=dcdc·cos(ωt+23π)-dcq·sin(ωt+23π)]]>

三相調制波d_fa、d_fb、d_fc相對于電流環的輸出，其正序分量沒有改變，然而增加了負序分量，該負序分量可以實現相間均壓。

3.根據權利要求2所述的級聯星形連接STATCOM直流母線相間均壓控制方法，其特征在于：所述的三相調制波中零序分量對控制無用且會增加過調制的風險，去除該零序分量的具體實現方式如下：

1)三相調制波中的零序分量為：

df0=dfa+dfb+dfc3]]>

2)去除零序分量用于最終輸出的調制波的表達式為：

d_a＝d_fa-d_f0

d_b＝d_fb-d_f0

d_c＝d_fc-d_f0

d_a、d_b、d_c再通過每相內部各模塊直流電壓均衡控制，得到各模塊輸出指令電壓。