[發明專利]一種基于LADRC的混合型動態無功補償控制系統

在審

• 申請號: 201710628880.0
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107221940A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 馬幼捷;曹露文;周雪松;高志強
• 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: 天津耀達律師事務所12223
• 代理人: 張耀

(一)技術領域：

本發明屬于電力系統無功補償技術領域，特別涉及一種基于LADRC(linear active disturbance rejection control,LADRC-線性自抗擾控制器)的混合型動態無功補償系統的電流跟蹤控制系統。

(二)背景技術：

無功功率的平衡對無功的快速調節具有重要意義,因此被認作電網安全穩定運行的一個重要參考依據。晶閘管投切電容器(Thyristor Switch Capacitor-TSC)作為一種廣泛應用的無功補償方式,其結構簡單,成本低。靜止同步補償器(STATCOM)是一種并聯型無功補償的FACTS裝置，它能夠發出或吸收無功功率，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，由于其具有起動無沖擊、調節連續、響應快速、占地面積小等優點，廣泛應用于電力工業領域并得到飛速發展?；旌蠠o功補償裝置將兩者結合，相當于一個可變的無功電流源并聯于電網中,其無功電流可以靈活控制，不僅彌補了TSC不能連續投切的問題，還減小了STATCOM的安裝容量，在經濟和運行兩方面得到了優化。STATCOM+TSC混合無功補償系統，將STATCOM與TSC進行優勢互補，在滿足補償要求的情況下，使用低成本的TSC承擔大部分的無功功率，STATCOM僅對動態小部分的無功功率進行補償，消除了TSC補償級差，降低了裝置整體的成本，具有重要的應用價值。針對混合無功補償系統中動態補償部分，其控制策略將直接影響著電力系統的動態響應以及是否能夠快速、連續地提供無功功率以支撐穩定系統電壓的問題。但是一般的混合無功補償系統中都是采用傳統的PID控制器來設計，利用傳統PID控制器很難較好地取得精確性和快速性，且隨著控制品質的進一步提高，傳統PID控制器的缺陷被進一步放大。

(三)發明內容：

本發明目的是針對傳統PID控制中的種種不足，同時遵循用誤差消除誤差的思想，提供一種基于LADRC的混合型動態無功補償控制系統，自抗擾控制技術能對PID控制缺陷進行彌補。

本發明系統結合高性能數字信號處理器和先進的線性自抗擾控制算法，大大提高了控制精度和效果，能實現補償電流對指令電流的快速實時跟蹤。系統精度高，抗干擾能力強，克服了在沖擊性負載及負載突變時靜止同步補償器的抗干擾能力弱的問題，能夠快速準確響應，使系統達到穩定。由于綜合考慮STATCOM及TSC的特點后，對STATCOM+TSC裝置應該采用的整體控制策略是：TSC承擔大部分的靜態無功功率，而STATCOM主要承擔小部分的動態，采用相互獨立控制。

本發明的技術方案

一種基于LADRC的混合型動態無功補償控制系統，是一種適用于混合型動態無功補償系統的抗擾跟蹤控制系統，包括信號調理電路單元、DSP控制單元以及驅動電路單元，所述信號調理電路單元的輸出端與DSP控制單元輸入端相連，所述DSP控制單元輸出端與驅動電路單元的輸入端相連；所述信號調理單元依電壓互感器和電流互感器對電網的電壓和電流進行實時監測，并將電網和逆變器側需要采集的強電信號轉換成弱電信號，然后由信號調理電路單元將采集的三相電壓、電流及相位等信號送入DSP控制單元；再由DSP控制單元觸發驅動電路單元里的模塊輸出驅動信號控制相應開關的通斷。

一、其中所述DSP控制單元包括：補償電流檢測模塊、DSP控制模塊和脈沖觸發模塊。

所述補償電流檢測模塊的輸入端與信號調理電路單元的輸出端連接,其輸出端同時與DSP控制模塊及脈沖觸發模塊的輸入端連接，所述DSP控制模塊及脈沖觸發模塊的輸出端與驅動電路單元的輸入端相連。

1、補償電流檢測模塊由FPGA檢測模塊構成，通過瞬時無功功率理論完成諧波分析和無功計算。

2、所述DSP控制模塊，包括含有LADRC控制算法的主控制器子單元、A/D采樣子單元、外部擴展存儲子單元、外部輸出接口子單元、通信模塊和串行EEPROM+RTC實時時鐘等外設；所述補償電流檢測模塊的輸出端與所述A/D采樣子單元輸入端相連接，該A/D采樣子單元輸出端與主控制器子單元相連接；所述主控制器子單元還分別與外部擴展存儲子單元和外部輸出接口子單元相連接，該外部輸出接口子單元的輸出端與所述驅動電路單元相連。