[發(fā)明專利]一種星形鏈?zhǔn)絊TATCOM的冗余容錯控制算法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010488506.7
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN111756060A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張揚(yáng);馮紹家;鄧才波;王瀟;高添;夏文濤;楊小品;劉靜;章金勝;彭之翰;姚倫南
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/18;H02M7/487;H02M1/32
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

1.一種星形鏈?zhǔn)絊TATCOM的冗余容錯控制算法，其特征在于，所述算法通過控制故障相的換流鏈電壓和有功功率以及其他的控制來抑制星形鏈?zhǔn)絊TATCOM在冗余容錯過程的中性點(diǎn)偏移；而換流鏈電壓通過抬升故障相子模塊電容電壓來調(diào)整，有功功率通過控制負(fù)序電流來控制；因此，通過抬升故障子模塊電容電壓，并控制負(fù)序電流來提高功率平衡水平，改善星形鏈?zhǔn)絊TATCOM的冗余容錯的控制性能；

所述控制算法包括直流電壓和鏈節(jié)電壓的冗余容錯控制、載波移相的冗余容錯控制、負(fù)序電流的冗余容錯控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星形鏈?zhǔn)絊TATCOM的冗余容錯控制算法，其特征在于，所述控制算法如下：

星形鏈?zhǔn)絊TATCOM電路模型如下式：

其中，u_dca、u_dcb、u_dcc為換流鏈電壓平均值，i_a、i_b、i_c為換流鏈電流，u_ca、u_cb、u_cc為換流鏈電壓，u_sa、u_sb、u_sc為三相電網(wǎng)電壓；ω為電網(wǎng)基波角頻率；L為換流鏈上的等效電感；

中性點(diǎn)電壓為：

由于三相電網(wǎng)電壓滿足：u_sa+u_sb+u_sc＝0； (3)

故中性點(diǎn)電壓為：

令m為調(diào)制度，ω為角頻率，為初相角，功率模塊直流電壓額定值為u_dc，無故障時u_dca≈u_dcb≈u_dcc＝u_dc，則：

由于鏈?zhǔn)絊TATCOM正常運(yùn)行時，i_a+i_b+i_c＝0，所以得到電路正常運(yùn)行時的中性點(diǎn)電壓為：u_N＝0；

而當(dāng)A相M個功率模塊故障切除后，系統(tǒng)進(jìn)入冗余容錯運(yùn)行狀態(tài)，此時有：

由于故障瞬間m、ω和來不及改變，此時中性電壓為：

一般，因此得到A相M個功率模塊故障切除后的中性點(diǎn)電壓接近于零序電壓u_NO，即：

根據(jù)以上分析，冗余容錯后，換流鏈不平衡，進(jìn)行進(jìn)一步分析，將u_ca、u_cb、u_cc分解為正序電壓、負(fù)序電壓和零序電壓；i_a、i_b、i_c分解為正序電流和負(fù)序電流，則：

其中U_p、U_n和U_o分別為換流鏈正序電壓、負(fù)序電壓和零序電壓；I_p、I_n為正序電流和負(fù)序電流；α_n、α_o為換流鏈負(fù)序電壓和零序電壓的相角；β_p和β_n分別為正序電流和負(fù)序電流的相角；

根據(jù)結(jié)合式(9)和式(10)，得：

在A相功率模塊冗余容錯之后，抬升該相剩余電壓為：

根據(jù)式(4)和式(5)，U_o≈0；

根據(jù)式(11)得：

在式(13)中，令三相功率平衡，即：

p_a＝p_b＝p_c (14)

根據(jù)p_a＝p_b得：

根據(jù)p_a＝p_c得：

U_pI_n＝U_nI_p (17)

α_n-β_n＝π+β_p (18)

鏈?zhǔn)絊TATCOM感性運(yùn)行時，也即當(dāng)且U_pI_n＝U_nI_p時，三相有功功率平衡；

通過抬升故障子模塊電容電壓，并控制負(fù)序電流來提高功率平衡水平，能夠改善控制性能。