[發明專利]星型鏈式STATCOM的分相控制方法以及系統

有效

• 申請號: 202010169006.7
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111293704B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 周京華;章小衛;景柳銘;胡長斌;宋曉通;樸政國;溫春雪;陳亞愛
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/26
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 董娣

1.一種星型鏈式STATCOM的分相控制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于預設三相電壓調制信號及三相電網電壓計算星型鏈式STATCOM的中性點電壓；

根據解耦雙同步參考坐標系的正負序分量提取法獲取補償電流的正負序分量，并通過所述補償電流的正負序分量計算負載無功和負序電流；

基于預設諧振控制器分別控制所述星型鏈式STATCOM分相后的單相交流電電流；

基于二階廣義積分器的鎖相環分別獲取所述星型鏈式STATCOM分相后的單相交流電電壓相位；

分別沿所述星型鏈式STATCOM分相后的單相交流電輸出電流方向調整輸出電壓，并生成相內調整信號；

基于所述中性點電壓生成中性點電壓調制信號，根據負載電流生成控制信號，通過預設算法疊加所述中性點電壓調制信號、控制信號及調整信號，生成分相控制信號，并以所述分相控制信號為輸入，通過載波移相CPS-PWM生成PWM，驅動各鏈節單元的功率原件對星型鏈式STATCOM進行分相控制。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

基于星型鏈式STATCOM主電路拓撲，根據基爾霍夫電壓定律，建立三相坐標下的電壓方程，并根據所述電壓方程，得出中性點電壓計算公式。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于預設三相電壓調制信號及三相電網電壓計算星型鏈式STATCOM的中性點電壓還包括：

基于預設三相電壓調制信號u_ra、u_rb、u_rc及三相電網電壓e_sa、e_sb、e_sc，根據中性點電壓計算公式計算星型鏈式STATCOM的中性點電壓，所述中性點電壓計算公式為：

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據解耦雙同步參考坐標系的正負序分量提取法獲取補償電流的正負序分量，并通過所述補償電流的正負序分量計算負載無功和負序電流，還包括：

基于解耦雙同步參考坐標系的正負序分量提取法獲取補償電流的正負序分量，去除所述補償電流的正負序分量的正序有功分量，并通過對正負序電流進行反變換后相加得到三相坐標系下的無功和負序電流的補償量i_ca^*、i_cb^*、i_cc^*。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別沿所述星型鏈式STATCOM分相后的單相交流電輸出電流方向調整輸出電壓，并生成調整信號以控制相內均衡，還包括：

基于預設諧振控制器分別控制所述星型鏈式STATCOM分相后的單相交流電電流，所述預設諧振控制器的傳遞函數為

其中，K_P為調節器比例系數；K_R為諧振系數；ω₀為系統諧振角頻率；ω_c為調節器的帶寬角頻率。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括，基于不平衡工況導致的三相間功率差異分析分相電路相間直流電容電壓自適應均衡機理，得出功率平衡方程：

其中，C為鏈節單元直流母線電容值；N為各相鏈節單元數；為各相鏈節電容電壓的平均值之和；R_x為各相鏈節的開關損耗和電容損耗等的總損耗；d_x為各相鏈節占空比的周期平均值；為三相電網電壓周期平均值。

7.一種星型鏈式STATCOM的分相控制系統，其特征在于，所述系統包括：

中性點電壓計算模塊，用于基于預設三相電壓調制信號及三相電網電壓計算星型鏈式STATCOM的中性點電壓；

負載電流檢測模塊，用于基于解耦雙同步參考坐標系的正負序分量提取法獲取補償電流的正負序分量，并通過所述補償電流的正負序分量計算負載無功和負序電流；

交流電流控制模塊，用于基于預設諧振控制器分別控制所述星型鏈式STATCOM分相后的單相交流電電流；

分相鎖相模塊，用于基于二階廣義積分器的鎖相環分別獲取所述星型鏈式STATCOM分相后的單相交流電電壓相位；

相內均衡控制模塊，用于分別沿所述星型鏈式STATCOM分相后的單相交流電輸出電流方向調整輸出電壓，并生成調整信號；

分相控制模塊，用于根據所述中性點電壓生成中性點電壓調制信號，根據負載電流生成控制信號，通過預設算法疊加所述中性點電壓調制信號、控制信號及調整信號，生成分相控制信號，并以所述分相控制信號為輸入，通過載波移相CPS-PWM生成PWM，驅動各鏈節單元的功率原件對星型鏈式STATCOM進行分相控制。