一种3300V五电平防爆无功补偿装置控制方法

摘要

本发明公开了一种3300V五电平防爆无功补偿装置控制方法，采用电压电流双闭环反馈控制，内环为电流环控制，外环为电压环控制，无功补偿装置发出的电流瞬时值经dq坐标变换变为i_d、i_q；由直流侧电压参考值与直流侧电容电压反馈值比较后，经PI调节器得到有功电流参考值，i_d、i_q与有功电流参考值i_dref、无功电流参考值i_qref作比较后，经PI调节器得v_d、v_q；v_d、v_q经dq反变换，得到三相电压信号；三相电压信号经过进行正弦脉宽调制控制算法，发出PWM控制信号；PWM控制信号经IGBT驱动电路，驱动五电平有源中点钳位型功率变换器。所述控制方法能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿，适应跟踪冲击负荷，能够对谐波进行宽幅有源滤波。

主权项

一种3300V 五电平防爆无功补偿装置控制方法，其特征在于：采用电压电流双闭环反馈控制，内环为电流环控制，外环为电压环控制，具体如下：无功补偿装置发出的电流瞬时值经dq坐标变换变为i_d、i_q；由直流侧电压参考值与直流侧电容电压反馈值比较后，经PI调节器得到有功电流参考值，i_d、i_q与有功电流参考值i_dref、无功电流参考值i_qref作比较后，经PI调节器得v_d、v_q；v_d、v_q经dq反变换，得到逆变器三相电压指令信号；将逆变器三相电压指令信号输入SPWM环节，经过正弦脉宽调制控制算法，产生驱动功率器件所需的P WM控制信号；PWM控制信号经IGBT驱动电路，驱动五电平有源中点钳位型功率变换器；其中，参考值i_dref、i_qref和反馈值i_d、i_q在稳态时均为直流信号；对应上述控制方法，所述3300V 五电平防爆无功补偿装置具体包括开关启动模块、五电平功率模块、控制保护模块；3300V交流母线接入所述开关启动模块的输入端，开关启动模块的输出端接五电平功率模块的输入端；控制保护模块输出的控制信号至五电平功率模块；所述开关启动包括快速熔断器、软起接触器、软起电阻和主接触器；快速熔断器的一端接3300V交流母线，另一端分别和主接触器的一端、软起接触器的一端相连接，软起接触器的另一端和软起电阻的一端相连接，软起电阻的另一端和主接触器的另一端相连接作为信号输出端；所述五电平功率模块的主电路采用五电平有源中点钳位型功率变换器，还包括电流传感器、电抗器、直流电容器、直流电压传感器，电流传感器的一端作为信号输入端，电流传感器的另一端经过电抗器和五电平有源中点钳位型功率变换器相连接，五电平有源中点钳位型功率变换器的输出端经过直流电容器和直流电压传感器相连接；所述控制保护模块包括信号处理板、DSP+FPGA控制器、IGBT控制保护模块、上位机；信号处理板和DSP+FPGA控制器相连接，DSP+FPGA控制器输出控制信号至IGBT控制保护模块，IGBT控制保护模块驱动信号至五电平有源中点钳位型功率变换器，DSP+FPGA控制器还和上位机相连接；装置启动时，闭合软起接触器，电流经软起电阻给五电平有源中点钳位型功率变换器的直流电容器充电，当检测到直流电容器的电压值达到给定值时，主接触器闭合，控制保护模块的信号处理板将输入的电压、电流采样信号经过滤波、相位校正、比例放大和运算处理得到控制量，并将控制量传输到DSP+FPGA控制器，DSP+FPGA控制器根据SVG控制算法进行运算处理，输出控制信号，IGBT控制保护模块将控制信号经过光电隔离和功率放大输出IGBT驱动信号，同时将IGBT功率模块的状态反馈给DSP+FPGA控制器，DSP+FPGA控制器将整个系统的运行状态参数传输给上位机，并接受上位机给控制器下达的调节指令。