[發(fā)明專利]基于GMN算法的靜止同步補(bǔ)償器的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710705651.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN107611987B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙海全;李利元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所 51208
• 代理人: 陳樹明

一種基于GMN算法的靜止同步補(bǔ)償器控制方法，其步驟主要是：A、信號(hào)采樣，對(duì)電力系統(tǒng)中的周期性非正弦三相負(fù)載電流信號(hào)和三相公共點(diǎn)電壓采樣得到信號(hào)的當(dāng)前時(shí)刻n的離散值i_a(n),i_b(n),i_c(n)和v_a(n),v_b(n),v_c(n)；B、計(jì)算單元有功電壓和無功電壓；C、三相公共點(diǎn)電壓單元有功權(quán)值的更新；D、進(jìn)行三相公共點(diǎn)電壓無功分量權(quán)值的更新；E、計(jì)算電源的參考電流；F、逆變器的控制；G、令n＝n+1,重復(fù)A、B、C、D、E的步驟,達(dá)到諧波消除、無功功率補(bǔ)償和平衡三相負(fù)載的目的。該方法收斂速度快，穩(wěn)態(tài)誤差?。粺o功功率補(bǔ)償、諧波消除效果好；同時(shí)計(jì)算復(fù)雜度低，無需鎖相環(huán)，容易實(shí)施。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的自適應(yīng)靜態(tài)同步補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電能作為一種廣泛使用的能源，其應(yīng)用已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)發(fā)展和人民生活的方方面面。由于配電網(wǎng)中大量使用非線性裝置和沖擊性裝置的使用，如配電網(wǎng)中使用的各種變流器設(shè)備、變頻調(diào)速設(shè)備、電弧爐以及電氣化鐵路牽引設(shè)備的使用，會(huì)引起電能質(zhì)量的下降，主要包括：電壓升高(Swell)、浪涌(Surge)、電壓波動(dòng)(Fluctuation)、脈沖(Impulse)、電壓跌落(Sag)和瞬時(shí)供電中斷(Momentary Interruptions)等。另一方面，隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，新型用電設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量愈加敏感。低劣的電能質(zhì)量不僅會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量降低，而且供電的中斷所引起的經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。

因此，提高電能質(zhì)量已成為需要迫切解決的問題。1988年美國學(xué)者N.G.Hingorani博士提出用戶電力技術(shù)(Custom Power)、又名DFACTS(Distribution Flexible ACTransmission System)的概念，其特點(diǎn)是將電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)之中，補(bǔ)償系統(tǒng)無功消耗，提高功率因數(shù)、抑制諧波畸變、降低三相不對(duì)稱和消除電壓波動(dòng)和閃變，從而有效降低電力系統(tǒng)的電能損耗，提高供電電能質(zhì)量和可靠性。

靜止同步補(bǔ)償器作為FACTS家族的核心裝置和核心技術(shù)之一，其工作原理是，在特定的控制算法作用下，通過向公共端注入正序和負(fù)序無功來消除系統(tǒng)中由于不對(duì)稱造成的負(fù)序分量，從而達(dá)到平衡負(fù)載的作用。與現(xiàn)有的靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)相比，它具有調(diào)節(jié)速度更快、運(yùn)行范圍更寬、吸收無功連續(xù)、諧波電流小、損耗低、所用電抗器和電容器容量及安裝面積大為降低等優(yōu)點(diǎn)。

靜止同步補(bǔ)償器其的控制算法中，LMS(最小均方)算法的結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，已得到廣泛應(yīng)用。LMS算法的自適應(yīng)濾波補(bǔ)償原理是：電源電壓可以表示為：v_s＝V₁sinωt，測量的負(fù)載電流i_L由正序有功電流無功電流負(fù)序電流i^-組成。單相電流的有功部分由公式：來估計(jì)，權(quán)值W_p使用自適應(yīng)算法來得到，并隨著每次采樣的負(fù)載電流和相電壓幅值變化。利用LMS算法來尋找濾波器抽頭權(quán)向量W_p(n)，使得誤差函數(shù){i_L(n)-W_p(n)u_p(n)}最小，權(quán)值由公式：W_p(n+1)＝W_p(n)+η{i_L(n)-W_p(n)u_p(n)}u_p(n)更新。系統(tǒng)的輸入信號(hào)為u_p(n)，i_L(n)為參考信號(hào)，i_p(n)為LMS算法實(shí)際輸出，通過使i_L(n)與i_p(n)的誤差最小，使得負(fù)載電流中的正序無功分量和負(fù)序分量i^-最小，當(dāng)算法收斂后，達(dá)到諧波消除、補(bǔ)償無功功率和平衡負(fù)載的效果。LMS算法的同步補(bǔ)償問題公式如下：

輸出：i_p(n)＝W_p(n)u_p(n) (1)