[發明專利]一種具有電壓穿越能力的鏈式STATCOM直流總壓控制方法

有效

• 申請號: 201710891054.5
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107611990B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 彭勇
• 申請（專利權）人: 西安翌飛核能裝備股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本發明公開了一種具有電壓穿越能力的鏈式STATCOM直流總壓控制方法，通過三相系統電壓瞬時值計算當前系統線電壓值；根據系統線電壓值實時調整直流總壓控制目標給定值U_dc*與基準調制度值M_base；結合每相功率單元直流總壓，采用自調節器控制后獲得的三相控制調節量dM_a、dM_b、dM_c；同時結合基準調制度值M_base與鎖相角，獲得三相直流總壓控制瞬時指令值i_Ma、i_Mb、i_Mc；最后采用調制技術獲得功率單元的開關控制信號，可實現電壓的穿越及直流總壓的控制。該方法解決了STATCOM設備電壓穿越問題，同時可進一步提高設備的響應時間，有利于提高整機的可靠性，增強了應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種鏈式STATCOM直流總壓控制方法。

背景技術

靜止同步補償器(STATCOM)是一種基于電力電子開關器件的電能質量問題動態補償及治理裝置，作為第四代補償裝置，代表了電能質量問題動態補償的發展方向。靜止同步補償器(STATCOM)主要應用于電力系統輸配電變電站、新能源行業(光伏電站、風電場)、鋼鐵冶金行業、煤炭行業、礦熱爐行業、電解行業、石化行業、港口、造船行業、軌道交通行業、電動汽車充電行業等。

高壓STATCOM通常采用鏈式拓撲結構，這種結構直流電容相互獨立，其電壓的控制決定了設備安全穩定性、輸出性能。電容直流電壓的控制一般采均壓控制，常見的有脈沖輪換法、解析法、負序電流注入法、零序電壓注入法等，都可使設備直流電容電壓均衡，保證輸出電流正弦度較好。但是對于變負載，直流電容電壓也會隨著輸出容量上下波動，一方面電容波動范圍不受控，存在安全隱患，而且直流電容波動范圍大且頻繁，影響其壽命；另一方面，在負載變化時，設備為了補償不同無功功率，直流電容電壓波動范圍大，影響整機的響應速度。

為了解決快速響應的問題，有在均壓控制基礎上，施加直流總壓控制方法，使直流電容總壓控制在恒定值，在補償不同負荷時只需間接控制輸出電壓的幅值即可快速響應負荷變化，大大提高了設備的響應時間，而且電容電壓在可控范圍，保證了電容的安全運行。

對于光伏電場、風電場、鋼廠等電壓容易發生突變的場合，補償設備的控制難以及時響應電壓變化以及調整控制策略時，將會造成STATCOM過流、跳閘等，不能完全發揮STATCOM提供連續的無功功率支撐電壓的作用，這樣的場合需要設備具備高、低電壓穿越能力，尤其是低電壓穿越能力。有通過參數自整定模糊PI控制外環電壓來應對電壓跌落問題，提高設備穩定性和抗擾動性能，這樣的方法只是增強了控制的穩定性，對于快速跟蹤電壓變化以及快速響應控制并沒有改善，并不能使補償設備具備電壓穿越能力。

發明內容

本發明的目的是提供一種鏈式STATCOM具有電壓穿越能力的直流總壓控制方法，既解決STATCOM高、低電壓穿越的問題，同時可提高設備的響應速度。

為實現以上目的，本發明提出的控制方法，包括以下步驟：

(1)根據三相系統電壓瞬時值實時計算當前系統線電壓U_now，并確定系統電壓正常時的線電壓U₀；

(2)根據計算得到的當前系統線電壓U_now實時計算直流總壓控制中當前總壓給定值U_dc*；

(3)結合當前總壓給定值U_dc*，采用直流總壓控制方法獲得根據系統電壓動態調節的三相控制調節量dM_a、dM_b、dM_c；