[發(fā)明專利]一種適用于Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的相間電容電壓平衡控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810138590.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108233394A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉安靈;梁昊;陳文獻(xiàn);王交通;楊洋;孫榮;張超;沙鵬;熊連松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司安康供電公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張弘

1.一種適用于Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的相間電容電壓平衡控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)信號(hào)檢測(cè)：通過(guò)電流傳感器分別檢測(cè)三相負(fù)載電流以及裝置輸出的三相補(bǔ)償電流，通過(guò)電壓傳感器檢測(cè)三相電網(wǎng)電壓，且通過(guò)電壓傳感器分別檢測(cè)3N個(gè)H橋模塊的直流側(cè)電容電壓；

b)補(bǔ)償電流計(jì)算：根據(jù)瞬時(shí)無(wú)功功率理論，對(duì)檢測(cè)到的三相負(fù)載電流進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，得到需要補(bǔ)償?shù)母飨嚯娏鞒煞郑?/p>

c)總體有功電流計(jì)算：將檢測(cè)到的3N個(gè)H橋模塊的直流電容電壓進(jìn)行求和運(yùn)算，接下來(lái)將其與3N倍的直流電容電壓指令值做差，最后將該偏差電壓值通過(guò)PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行運(yùn)算之后，得到dq坐標(biāo)系下的總體有功電流指令；

d)相間電壓平衡控制：利用相間直流電容電壓控制方法，通過(guò)注入零序電壓的方法，使每一相的有功損耗得到相應(yīng)的補(bǔ)償，同時(shí)補(bǔ)償負(fù)載的不對(duì)稱電流；

e)相內(nèi)電壓平衡控制：將各相檢測(cè)到的N個(gè)H橋模塊的直流電容電壓進(jìn)行求和運(yùn)算，接下來(lái)將其與N倍的直流電容電壓指令值做差，最后將該偏差電壓值通過(guò)PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行運(yùn)算之后，將該結(jié)果與對(duì)應(yīng)相的電壓進(jìn)行相乘，得到各相調(diào)制信號(hào)的疊加指令，并將其疊加到各相的調(diào)制信號(hào)之上作為最終的調(diào)制信號(hào)；

f)前饋解耦控制：根據(jù)步驟b)得到的電流指令作為q軸電流指令，將步驟c)得到的電流成分作為d軸電流指令，通過(guò)dq坐標(biāo)系下的前饋解耦控制得到裝置的三相基波調(diào)制信號(hào)，在該調(diào)制信號(hào)的基礎(chǔ)上疊加步驟d)和步驟e)產(chǎn)生的微調(diào)分量，并將上述三種分量的和作為最終的調(diào)制信號(hào)，利用移相載波調(diào)制方法產(chǎn)生CPS-SPWM信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)各功率模塊的開(kāi)關(guān)管IGBT。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的相間電容電壓平衡控制方法，其特征在于，步驟b)中，同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換所需要的PCC點(diǎn)電壓的相位由鎖相環(huán)算法獲取。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的相間電容電壓平衡控制方法，其特征在于，步驟b)中，補(bǔ)償電流指令i_lq通過(guò)對(duì)三相負(fù)載電流采樣以及瞬時(shí)無(wú)功電流檢測(cè)算法獲得。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的相間電容電壓平衡控制方法，其特征在于，步驟c)中，有功電流指令i_ld通過(guò)對(duì)3N個(gè)H橋功率模塊直流側(cè)電容電壓檢測(cè)以及總的有功電流控制算法獲取。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的相間電容電壓平衡控制方法，其特征在于，步驟b)中，三相基波調(diào)制信號(hào)是通過(guò)檢測(cè)網(wǎng)側(cè)電壓、裝置輸出電流，并對(duì)其進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的前饋電壓u_sd、u_sq以及反饋電流i_cd、i_cq，經(jīng)過(guò)前饋解耦控制算法即可得到裝置的指令電壓u_cd、u_cq，指令電壓經(jīng)過(guò)park反變換之后得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的相間電容電壓平衡控制方法，其特征在于，步驟d)中，

首先計(jì)算零序電壓分量的相位，計(jì)算公式為：

其中：為STATCOM電流控制環(huán)a相、b相參考電流的相位，且滿足：

其中：U′_sam、以及U′_sbm、分別為PCC點(diǎn)電壓u_sab、u_sbc、u_sca間接測(cè)算出來(lái)的虛擬線電壓及其相位，且滿足：

其中，PCC點(diǎn)電壓u_sab、u_sbc、u_sca由電壓傳感器獲得；

接下來(lái)即可計(jì)算零序電壓分量的幅值U_0m，計(jì)算公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的一種適用于Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的相間電容電壓平衡控制方法，其特征在于，Y型鏈?zhǔn)絊TATCOM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括三相電網(wǎng)、無(wú)功負(fù)載、連接電感以及由N個(gè)H橋單相逆變器串聯(lián)組成的鏈?zhǔn)蕉嚯娖侥孀兤鳎?個(gè)鏈?zhǔn)蕉嚯娖侥孀兤髦g通過(guò)Y型結(jié)構(gòu)連接，N為每相的功率單元數(shù)量；每相鏈?zhǔn)蕉嚯娖侥孀兤魍ㄟ^(guò)串聯(lián)連接電感后并聯(lián)到公共連接點(diǎn)；N＞e_m/u_dc，其中e_m為接入電網(wǎng)的電壓幅值，u_dc為每個(gè)H橋單相逆變模塊的直流側(cè)電容電壓期望值。