[發明專利]一種適用于靜止無功補償裝置的相角補償方法及系統

在審

• 申請號: 202210170408.8
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114465247A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 張東輝;陳新;楊舒婷;陳杰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/00;H02J3/24
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙興華

本發明的目的是提供一種適用于靜止無功補償裝置的相角補償方法及系統，涉及相角補償控制技術領域，采用諧波線性化的方法建立靜止無功補償裝置的序阻抗模型；基于序阻抗模型分析靜止無功補償裝置的序阻抗特性，確定負阻尼頻段區間；根據負阻尼區間確定相角補償控制器的參數；將經Park變換后的三相電網電壓信號輸入到參數確定后的相角補償控制器中，得到調制信號；將調制信號進行反Park變換后與靜止無功補償裝置的調制信號進行疊加后，得到三相調制信號。本發明利用結構簡單的相角補償控制器，增強靜止無功補償裝置的補償效果，改善靜止無功補償裝置所在發電系統的阻尼，抑制發電系統振蕩。

技術領域

本發明涉及相角補償控制技術領域，特別是涉及一種適用于靜止無功補償裝置的相角補償方法及系統。

背景技術

隨著電力電子技術的不斷發展，近年來新能源發電得到了大規模的應用。區別于傳統發電系統，新能源發電場中含有大量的電力電子變換器，由于變流器濾波電路、傳輸線路阻抗以及電網阻抗的交互作用，致使新能源電場存在潛在的諧振現象，如負阻尼引起的振蕩以及諧振回路放大等。系統的寬頻振蕩問題嚴重威脅著并網裝備的安全穩定運行，成為新能源發電工程中亟待解決的問題之一。

為了提高系統安全穩定運行，現有振蕩抑制方法主要集中在參數優化和附加阻尼控制兩方面。其中，通過對系統控制、結構及穩態工作點參數進行優化設計在一定程度上能夠起到抑制振蕩的目的，但參數優化受限于系統穩定運行工況，優化區間較小，難以實現對系統寬頻振蕩進行有效抑制。而附加阻尼控制一般需要額外的電力電子裝置，其本身也存在引入負阻尼的風險，且附加裝置的運行維護也增加了系統運行成本。

值得注意的是，在實際新能源發電系統中，為了提高輸送能力，一般會在新能源場站交流匯流母線上并聯靜止無功補償裝置。由于靜止無功補償裝置結構與控制都相對簡單，成本低，廣泛應用于輸/配電網絡。在考慮經濟性和可行性后，對現有的靜止無功補償裝置控制進行改造，利用相角補償控制手段來改善系統阻尼，抑制系統振蕩。目前已有的控制方法主要是通過調節靜止無功補償裝置某些控制環節的參數，如電流環、模塊電容電壓控制等，以此來提高系統的阻尼，但大部分控制方法都局限于一定頻率且設計復雜。因此，一種可調節阻抗特性且設計難度低的相角補償控制方案成為目前關鍵解決方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于靜止無功補償裝置的相角補償方法及系統，能夠利用相角補償增強靜止無功補償裝置的補償效果，改善靜止無功補償裝置所在發電系統的阻尼，抑制發電系統振蕩。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種適用于靜止無功補償裝置的相角補償方法，包括：

采用諧波線性化的方法建立靜止無功補償裝置的序阻抗模型；

基于所述序阻抗模型分析靜止無功補償裝置的序阻抗特性，確定負阻尼頻段區間；

根據所述負阻尼區間確定相角補償控制器的參數；所述相角補償控制器包括超前補償環節和帶通濾波器；所述參數包括超前補償環節的零點補償頻率、超前補償環節的極點補償頻率、帶通濾波器的下限截止頻率和帶通濾波器的上限截止頻率；

將經Park變換后的三相電網電壓信號輸入到參數確定后的相角補償控制器中，得到調制信號；

將所述調制信號進行反Park變換后與靜止無功補償裝置的調制信號進行疊加后，得到三相調制信號。

可選的，以級聯H橋SVG主電路為例，所述序阻抗模型為：