[發明專利]抑制電壓補償器串聯變壓器磁飽和的磁鏈控制法

有效

• 申請號: 202010868832.0
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112202179B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 任遠;王金浩;李勝文;常瀟;劉翼肇;高樂;王浩;張世峰;李慧蓬;孟潤泉;孫直
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司電力科學研究院;太原理工大學;國網山西省電力公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J5/00;H02J3/24;H01F27/42;H02P13/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發明涉及電網電壓跌落時動態電壓補償器中串聯變壓器的控制技術領域。一種抑制電壓補償器串聯變壓器磁飽和的磁鏈控制法，包括三個步驟，步驟一、根據實際應用場景建立的等效單相等效電路圖上得出被控對象的狀態方程；步驟二、設計磁鏈控制環節、直流偏磁抑制環節、電壓調節環節三個狀態反饋環節；步驟三、設計電流擾動前饋環節。本發明的有益效果是：相比于從結構上增加串聯變壓器鐵芯截面積或者安裝輔助繞組的方法來說，本發明提出的從控制策略上入手去抑制串聯變壓器磁飽和的方法更為經濟，節省了成本硬件的設計成本。

技術領域

本發明涉及電網電壓跌落時動態電壓補償器中串聯變壓器的控制技術領域。

背景技術

動態電壓補償器作為電網電壓跌落時的補償設備，在其運行時被要求有很高的響應速度，在電壓輸出時，作為動態電壓補償器與電網連接部分的串聯變壓器很容易產生直流偏磁現象，嚴重時還會在串聯變壓器中產生磁飽和現象，同時還會產生很大的勵磁涌流，進一步對動態電壓補償器的補償功能產生一定的影響。目前，很多抑制動態電壓補償器中串聯變壓器磁暴和的方法在于改變變壓器的結構，通過擴大串聯變壓器的鐵芯截面積或者設計輔助繞組等來防止串聯變壓器發生磁飽和現象，這些方法簡單方便，但是在增加鐵芯截面積的同時增大了串聯變壓器在制作時的體積和成本，也增大了運行時的損耗，這些策略并不十分經濟；同時也有很多文獻是以控制串聯變壓器的輸出電壓來限制串聯變壓器出現磁飽和現象，但無論是實時地對串聯變壓器中的磁鏈進行觀測，還是在控制中采用開環調節方式，都是通過控制串聯變壓器的輸出電壓來防止磁飽和現象，都不能從根本上解決動態電壓補償器中串聯變壓器的磁飽和問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何解決動態電壓補償器中串聯變壓器在運行時出現的磁飽和及直流偏磁產生的對補償效果產生不良影響的問題。

本發明所采用的技術方案是：抑制電壓補償器串聯變壓器磁飽和的磁鏈控制法，三相交流電中A相、B相、C相的每相電分別連接一個濾波電路后連接交流子網或者負載，三相交流電的濾波電路通過串聯變壓器連接功率傳輸模塊，功率傳輸模塊連接控制模塊和直流子網模塊，串聯變壓器中的三個勵磁電感分別作為一路濾波電路的電感，串聯變壓器、功率傳輸模塊、控制模塊構、直流子網模塊成動態電壓補償器，三相交流電中每相電路的結構相同；抑制動態電壓補償器串聯變壓器磁飽和的電路的控制模塊的控制策略包括三個步驟，步驟一、根據實際應用場景建立的等效單相等效電路圖上得出被控對象的狀態方程；步驟二、設計磁鏈控制環節、直流偏磁抑制環節、電壓調節環節三個狀態反饋環節；步驟三、設計電流擾動前饋環節。

步驟一中的具體步驟為

根據實際電路等效出的單相電路圖，依據基爾霍夫電壓、電流定律列出電路的狀態方程，

可得出被控對象A相的基爾霍夫電壓和電流方程，如下：