[發明專利]一種STATCOM的構網控制方法及系統

在審

• 申請號: 202310162017.6
• 申請日: 2023-02-23
• 公開（公告）號: CN116073385A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 戴朝波;楊志昌;趙國亮;于弘洋;孫曉彤;劉嘯歌
• 申請（專利權）人: 國網智能電網研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/16
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 紀贊

本發明公開了一種STATCOM的構網控制方法及系統，基于無功功率偏差和/或交流電壓偏差，采用多種控制目標在線切換方式，計算指令電壓瞬時值的幅值；基于直流電壓偏差及有功功率瞬時值，計算指令電壓瞬時值的頻率；根據指令電壓瞬時值的幅值及其頻率，構建指令電壓瞬時值；基于交流電壓與指令電壓瞬時值的差值，計算指令電流值，指令電流值用于生成STATCOM的開關序列。本發明通過采用交流電壓控制、無功功率控制，當系統電壓發生突升或突降時，STATCOM快速輸出相應的電流，同時不發生過電流，即換流器不會因為過電壓或過電流而退出。

技術領域

本發明涉及動態無功補償技術領域，具體涉及一種STATCOM的構網控制方法及系統。

背景技術

現階段，輸電網用動態無功補償裝置主要有靜止無功補償裝置(static?VARcompensator，SVC)、靜止同步補償器(static?synchronous?compensator，STATCOM)和快速動態響應的同步調相機(fast?dynamic?response?synchronous?condenser)這三種。

STATCOM接入電網的簡化等效電路如圖1所示。STATCOM裝置級控制有五個部分，即同步控制、直流電壓控制、交流電壓控制、電流控制、調制控制。同步控制通常采用三相軟件鎖相環，輸入量通常為公共連接點三相電壓v，通過三相軟件鎖相環找到相應的頻率f和相角θ，作為電流控制和電壓控制的控制基準。直流電壓控制通常通過控制輸出電流的有功分量大小來調節STATCOM和電網交換的有功功率大小，以此來穩定STATCOM的直流電壓。直流電壓控制的輸入量為換流器直流電壓的偏差⊿u_dc，輸出量為d的指令電流i_dref。交流電壓控制通過控制注入電網無功功率的大小來調節STATCOM公共連接點交流電壓。交流電壓控制的輸入量通常為STATCOM公共連接點交流電壓的偏差⊿V，輸出量為q軸的指令電流i_qref。dq軸交叉解耦電流控制是目前較為流行的電流控制，輸出量為電壓指令值v_ref。電流控制的目標是STATCOM輸出電流能精確跟蹤相應的指令電流。調制的控制目標是把電壓指令轉化為換流器中IGBT等電力電子開關器件所接收的脈沖觸發信號，通常有脈寬調制和最近電平逼近兩大類。

由上可知，現有STATCOM裝置級控制策略使得整個換流器呈現類似電流源的特征，不能像同步調相機那樣在系統電壓突變時，在允許范圍內快速輸出相應電流。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的STATCOM裝置級控制策略使得整個換流器呈現類似電流源的特征，不能在系統電壓突變時，在允許范圍內快速輸出相應電流缺陷，從而提供一種STATCOM的構網控制方法及系統。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種STATCOM的構網控制方法，包括如下步驟：基于無功功率偏差和/或交流電壓偏差，采用多種控制目標在線切換方式，計算指令電壓瞬時值的幅值；基于直流電壓偏差及有功功率瞬時值，計算指令電壓瞬時值的頻率；根據指令電壓瞬時值的幅值及其頻率，構建指令電壓瞬時值；基于交流電壓與指令電壓瞬時值的差值，計算指令電流值，指令電流值用于生成STATCOM的開關序列。

在一實施例中，無功功率偏差及交流電壓偏差為STATCOM接入點低壓側的偏差量，或經過升壓變壓器后高壓側的偏差量。

在一實施例中，基于無功功率偏差和/或交流電壓偏差，采用多種控制目標在線切換方式，計算指令電壓瞬時值的幅值的過程，包括：利用以無功功率為控制目標的無功功率控制方法，基于無功功率偏差，計算指令電壓瞬時值的幅值；或者，利用以交流電壓為控制目標的交流電壓控制方法，基于交流電壓偏差，計算指令電壓瞬時值的幅值；或者，利用以無功功率及交流電壓為控制目標的綜合平衡控制方法，基于無功功率偏差及交流電壓偏差，計算指令電壓瞬時值的幅值。