[發明專利]一種星形鏈式STATCOM的非平衡模型預測控制方法

有效

• 申請號: 201910087967.0
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109802384B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李宇飛;劉普;王躍;張曉斌
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/18;H02J3/26;H02M7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種星形鏈式STATCOM的非平衡模型預測控制方法，其特征在于，該方法基于級聯H橋拓撲的鏈式STATCOM，包括以下步驟：

1)在非平衡條件下，建立一個星形鏈式STATCOM的等效電源模型，并同時計算此模型中的零序電壓，其作用在于調節三相鏈節之間的功率平衡；

2)在一個采樣周期內，系統對三相負載電流、電網線電壓、三相3N個H橋子模塊直流側電容電壓以及三相STATCOM輸出電流控制變量進行采樣，同時，在d-q同步參考坐標系下進行指令電流計算，其包括系統所需要補償的正序無功電流、負序電流和維持H橋子模塊直流側電容電壓所需要的有功電流；

3)根據采樣得到的H橋子模塊直流側電容電壓大小，對每相中N個H橋子模塊進行升序排序，根據STATCOM輸出電流的方向，按照對低電壓H橋子模塊直流側電容充電，高電壓H橋子模塊直流側電容放電的原則，篩選出符合上述原則的每個H橋子模塊的開關狀態，并同時記錄開關狀態標志位；通過排序方式篩選開關狀態的具體方法如下：

假設j相鏈節第n個H橋模塊的開關函數為：

式中，j＝a,b,c，n＝1,2,…,N，T_{j_n1}、T_{j_n2}、T_{j_n3}和T_{j_n4}分別為三相鏈節中H橋子模塊的左上管、左下管、右上管和右下管，開關管值為1代表開通，值為0代表關斷，“or”代表或者，為簡化控制策略，對于開關函數S_{j_n}＝0狀態時，H橋開關管取值序列為(1,0,1,0)；因此第n個H橋端口輸出電壓表示為：

u_{dc_j_n}＝S_{j_n}U_dc (2)

式中，U_dc為直流側電容電壓，當U_dc恒定時，H橋包含三個輸出狀態，即+U_dc，-U_dc和0；顯然，當j相STATCOM輸出電流方向向內即負向，則開關函數為1時，直流母線電容被充電，開關函數為-1時，直流母線電容被放電，開關函數為0時，直流母線電容既不充電也不放電；當j相STATCOM輸出電流方向向外即正向，則開關函數為1時，直流母線電容被放電，開關函數為-1時，直流母線電容被充電，開關函數為0時，和輸出電流負向情況相同；

4)根據上述篩選出的開關狀態和系統離散時間預測模型，計算不同開關狀態所對應的模型預測控制的價值函數，選擇滿足價值函數最小的開關狀態，記錄此開關狀態的標志位，同時按照此標志位輸出驅動脈沖。

2.根據權利要求1所述的一種星形鏈式STATCOM的非平衡模型預測控制方法，其特征在于，該方法在一個采樣周期內完成，在下一個采樣周期依次重復所有步驟。