[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

本公開是關于一種星型鏈式STATCOM的分相控制方法及系統。其中，該方法包括：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靜止同步補償器的中性點電壓；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計算負載無功和負序電流；基于預設諧振控制器分別控制單相交流電電流；基于二階廣義積分器的鎖相環分別獲取單相交流電電壓相位；分別沿單相交流電輸出電流方向調整輸出電壓，實現相內均衡控制，完成星型鏈式STATCOM的分相控制。本公開無需復雜的坐標變換及電流解耦控制，無需復雜的零序電壓或負序電壓計算，可自動適應電網電壓不平衡和負載不平衡工況，通過分相控制較好地實現了各鏈節單元的電容電壓的均衡。

技術領域

本公開涉及電力電子領域，具體而言，涉及一種星型鏈式STATCOM的分相控制方法及系統。

背景技術

靜止同步補償器(static synchronous compensator，STATCOM)作為解決電力系統和電力用戶端電能質量的有效手段之一，目前應用越來越廣泛。其中鏈式靜止同步補償器具有無需變壓器、模塊化程度高、易于擴展、容錯能力強、輸出波形好、運行范圍寬、調節速度快等優點，特別適用于中高壓大功率系統的無功補償。根據連接方式不同，分為星型和三角型兩種拓撲。在相同電壓等級下，星型拓撲相電壓要求低，級聯單元數目少，在成本上具有一定優勢。

鏈式靜止同步補償器由于各鏈節單元的電容獨立，存在電容電壓均衡的問題。特別在不平衡工況下，三相之間的功率不一致，會使電容電壓持續偏差，最終導致系統無法運行，故需進行電容電壓的均衡控制。目前鏈式靜止同步補償器的控制策略主要是在dq或αβ坐標系下，采用“電壓定向解耦控制+相間控制+相內控制“進行控制。在正常工況下，采用dq旋轉坐標系下的電壓前饋解耦控制，為了保持相間電容電壓平衡，相間控制采用PI控制實現相間平衡，但該方法容易使三相輸出電流不平衡；另一種形式的相間控制采用兩相坐標系變換計算得到零序電壓，但該控制方法不適用于不平衡工況。在不平衡負載情況下，通過注入負序電壓實現相間電容電壓的平衡，但該方法會對電網電流注入負序電流；在不平衡電網工況下，通過注入零序電壓實現相間電容電壓的平衡，但零序電壓計算復雜；綜合零序電壓和負序電壓兩種控制策略，根據實際工況進行切換，增大了系統的復雜性。

由上述現有技術可知，“電壓定向解耦控制+相間控制+相內控制“的控制需要進行坐標變換，相間、相內控制控制復雜，特別在不平衡工況下，需要注入零序電壓或負序電壓，計算更加復雜。

因此，需要一種或多種方法解決上述問題。

需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本公開的目的在于提供一種星型鏈式STATCOM的分相控制方法、系統、電子設備以及計算機可讀存儲介質，進而至少在一定程度上克服由于相關技術的限制和缺陷而導致的一個或者多個問題。

根據本公開的一個方面，提供一種星型鏈式STATCOM的分相控制方法，包括：

中性點電壓計算步驟，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；

負載電流檢測步驟，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；

交流電流控制步驟，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；

分相鎖相步驟，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；

相內均衡控制步驟，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；