[發明專利]一種角型鏈式SVG及其補償控制方法

在審

• 申請號: 201811213225.X
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109066723A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 李軍
• 申請（專利權）人: 李軍
• 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

本發明提供了一種角型鏈式SVG，所述SVG為一種串聯濾波式級聯SVG，包括三個由級聯型H橋鏈和濾波電感串聯而成的支路，三個支路連接成三角形網絡；所述三角形網絡的三個連接點通過串聯的濾波電容和/或濾波電感接入電網，所述級聯型H橋鏈包括多個串聯的單元模塊。本發明還提供了該SVG應用的補償控制方法，并使用本發明對比補償前后的電流波形，實踐驗證了本發明補償的有效性。

技術領域

本發明涉及鏈式靜止無功發生器(Static Var Generator，SVG)，尤其指一種角型鏈式SVG及其補償控制方法。

背景技術

電力系統中存在大量的不平衡工業負荷以及一些單相大容量負荷，例如工業交流電弧爐、電氣化鐵路等。這些不平衡負荷產生的無功和負序電流造成了系統電能的損失，并且日趨嚴重，威脅著電力系統的安全和經濟運行。適用于中高壓配電網的負序補償方案分為兩類：能量融通型變流器方案，采用具有公共直流側的變流器進行無功和負序的綜合補償，以鐵路功率調節器(Railway Power Conditioner，RPC)和隔離型靜止無功發生器為代表，均需要隔離變壓器，影響到裝置體積、重量和造價；角型無功補償方案，根據Steinmetz原理，采用純無功支路進行無功和負序的綜合補償，以基于晶閘管的角型靜止無功補償器(Static Var Compensator，SVC)和角型鏈式SVG為代表。角型無功補償方案中，SVC采用晶閘管串聯技術，可直接掛于中高壓配電網，但其基于相控技術，響應速度慢，會產生大量諧波電流。鏈式SVG采用級聯型多電平技術，可直接掛于中高壓配電網，是一種理想的補償方案，具有以下優點：響應速度快；可進行無功、負序和諧波的綜合治理；采用級聯多電平結構，器件開關頻率低，運行損耗小，易于模塊化，便于擴展。

角型無功補償方案中，常采用基于Steinmetz原理，該方法依賴以周期均值為基礎的相量理論，方法適應性不好，算法復雜、精度不高。

發明內容

本發明一方面提供了一種角型鏈式SVG，所述SVG為一種串聯濾波式級聯SVG，包括三個由級聯型H橋鏈和濾波電感串聯而成的支路，三個支路連接成三角形網絡；所述三角形網絡的三個連接點通過串聯的濾波電容和濾波電感接入電網，所述級聯型H橋鏈包括多個串聯的單元模塊。

同時，其還提供了一種角型鏈式SVG的補償控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)檢測a相級聯型H橋鏈各單元模塊的直流側電容電壓值，求取a相級聯型H橋鏈直流側電容電壓值的歸一值uavea：uaveab＝∑udaby/N，uavebc＝∑udbcy/N，uaveca＝∑udcay/N；其中uday分別表示a相級聯型H橋鏈的第y個單元模塊的直流側電壓值，N為每相級聯型H橋鏈的單元模塊級聯數量；然后求得a相級聯型H橋鏈所有單元模塊總電壓的歸一值：uave＝(uaveab+uavebc+uaveca)/3；其中，a∈[ab，bc，ca]，ab，bc，ca分別表示SVG的三相；

2)將直流側電壓參考信號u*與uave相減，然后進行PI調節，輸出IP，將IP與ab，bc，ca三相的電壓跟隨信號syna相乘，得ab，bc，ca三相的直流側電壓的調節指令ipa；

3)將uave分別與ab，bc，ca三相級聯型H橋鏈的直流側電容電壓歸一值uavea相減，然后進行PI調節，輸出IZa，IZa分別與ab，bc，ca三相的電壓跟隨信號syna相乘，得到三相級聯型H橋鏈的直流側電壓調節指令iZa；

4)將直流側電壓調節指令ipa與期望的三相無功和零序指令信號iZa、Iref依次疊加之后，得到三相級聯型H橋鏈的電流內環參考指令信號即：其中Iref表示實現補償零序電流時級聯型H橋鏈的電壓平衡控制在SVG內疊加的直流環流參考信號；

5)將電流內環參考指令信號與檢測到的三相輸出電流ia相減，得到電流跟蹤誤差信號Δia；電流跟蹤誤差信號經過電流控制器調節，得到ab，bc，ca三相級聯型H橋鏈的調制波信號ara；