发明名称 链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制方法
摘要 一种链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制方法,从负载电流中提取正序无功基波电流和负序基波电流,加上从电网吸收的正序有功基波电流,得到参考输出电流。计算参考输出电流的幅值和相位信息,结合电网电压正序基波分量的幅值和相位信息得到注入各相输出电压的零序电压分量。参考输出电流和实际输出电流送入电流调节器得到参考输出电压的初始值,加上零序电压分量得到参考输出电压的基础值。将每相各链接单元的电容电压与该相均值电压送入电压平衡控制调节器,结合参考输出电流相位信息得到各链接单元的均压控制输出量,叠加到参考输出电压的基础值上得到各链接单元的最终调制波。利用载波移相PWM得到各链接单元的触发信号,驱动功率开关管动作。
申请公布号 CN103280820A 申请公布日期 2013.09.04
申请号 CN201310237828.4 申请日期 2013.06.16
申请人 中国科学院电工研究所 发明人 谈龙成;王平;李耀华;王松
分类号 H02J3/18(2006.01)I;H02M7/49(2007.01)I 主分类号 H02J3/18(2006.01)I
代理机构 北京科迪生专利代理有限责任公司 11251 代理人 关玲
主权项 1.一种链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:(1)从检测得到的电网电压中获取电网电压正序基波分量u<sub>p_a</sub>、u<sub>p_b</sub>、u<sub>p_c</sub>的幅值信息U<sub>pm</sub>和相位信息θ<sub>a</sub>、θ<sub>b</sub>、θ<sub>c</sub>,利用电网电压正序基波分量的相位信息θ<sub>a</sub>、θ<sub>b</sub>、θ<sub>c</sub>,从检测得到的三相负载电流i<sub>La</sub>,i<sub>Lb</sub>,i<sub>Lc</sub>中提取正序无功基波电流i<sub>p_qa</sub>、i<sub>p_qb</sub>、i<sub>p_qc</sub>以及负序基波电流i<sub>n_a</sub>、i<sub>n_b</sub>、i<sub>n_c</sub>;(2)将总母线电压参考值与链式静止同步补偿器中每相所有链接单元电容电压之和作比较,将其差值送入链式静止同步补偿器控制器(5)中的总电压调节器,再将总电压调节器的输出分别乘以电网电压正序基波分量相位信息θ<sub>a</sub>、θ<sub>b</sub>、θ<sub>c</sub>的余弦值cos(θ<sub>a</sub>)、cos(θ<sub>b</sub>)、cos(θ<sub>c</sub>),得到链式静止同步补偿器需要从电网吸收的正序有功基波电流i<sub>p_pa</sub>、i<sub>p_pb</sub>、i<sub>p_pc</sub>;(3)将所述的正序无功基波电流i<sub>p_qa</sub>、i<sub>p_qb</sub>、i<sub>p_qc</sub>和所述的正序有功基波电流i<sub>p_pa</sub>、i<sub>p_pb</sub>、i<sub>p_pc</sub>相加,得到正序基波电流i<sub>p_a</sub>、i<sub>p_b</sub>、i<sub>p_c</sub>,再将正序基波电流i<sub>p_a</sub>、i<sub>p_b</sub>、i<sub>p_c</sub>加上负序基波电流i<sub>n_a</sub>、i<sub>n_b</sub>、i<sub>n_c</sub>,得到链式静止同步补偿器的参考输出电流i<sub>ra</sub>、i<sub>rb</sub>、i<sub>rc</sub>。同时利用正序基波电流i<sub>p_a</sub>、i<sub>p_b</sub>、i<sub>p_c</sub>和负序基波电流i<sub>n_a</sub>、i<sub>n_b</sub>、i<sub>n_c</sub>得到链式静止同步补偿器参考输出电流i<sub>ra</sub>、i<sub>rb</sub>、i<sub>rc</sub>的幅值信息I<sub>ra</sub>、I<sub>rb</sub>、I<sub>rc</sub>和相位信息<img file="FDA00003351130900011.GIF" wi="86" he="67" /><img file="FDA00003351130900012.GIF" wi="113" he="65" /><img file="FDA00003351130900013.GIF" wi="121" he="65" />(4)利用链式静止同步补偿器参考输出电流的幅值I<sub>ra</sub>、I<sub>rb</sub>、I<sub>rc</sub>和相位信息<img file="FDA00003351130900014.GIF" wi="87" he="62" /><img file="FDA00003351130900015.GIF" wi="106" he="64" /><img file="FDA00003351130900016.GIF" wi="96" he="64" />再结合电网电压正序基波分量u<sub>p_a</sub>、u<sub>p_b</sub>、u<sub>p_c</sub>的幅值U<sub>pm</sub>和相位信息θ<sub>a</sub>、θ<sub>b</sub>、θ<sub>c</sub>,得到链式静止同步补偿器各相输出电压中应注入的零序电压分量u<sub>0</sub>,以保证补偿不平衡负载时各母线电压仍稳定在给定值;(5)将链式静止同步补偿器的参考输出电流i<sub>ra</sub>、i<sub>rb</sub>、i<sub>rc</sub>与实际输出电流i<sub>fa</sub>、i<sub>fb</sub>、i<sub>fc</sub>做比较,并将两者的差值送入链式静止同步补偿器控制器(5)中的电流调节器,得到未考虑电容电压平衡控制时链式静止同步补偿器参考输出电压的初始值u<sub>r_a</sub>、u<sub>r_b</sub>、u<sub>r_c</sub>,然后将该参考输出电压的初始值u<sub>r_a</sub>、u<sub>r_b</sub>、u<sub>r_c</sub>分别加上零序电压分量u<sub>0</sub>,获得参考输出电压的基础值u<sub>r_a0</sub>、u<sub>r_b0</sub>、u<sub>r_c0</sub>;(6)将链式静止同步补偿器中各链接单元电容电压U<sub>dca1</sub>、U<sub>dca2</sub>、…、U<sub>dcan</sub>,U<sub>dcb1</sub>、U<sub>dcb2</sub>、…、U<sub>dcbn</sub>,U<sub>dcc1</sub>、U<sub>dcc2</sub>、…、U<sub>dcdn</sub>分别与其所在相的均值电压U<sub>dcaavg</sub>、U<sub>dcbavg</sub>、U<sub>dccavg</sub>作比较,将其差值分别送往链式静止同步补偿器控制器(5)中的电压平衡控制调节器,然后将电压平衡控制调节器的输出分别乘以参考输出电流相位信息<img file="FDA00003351130900017.GIF" wi="105" he="62" /><img file="FDA00003351130900018.GIF" wi="98" he="63" /><img file="FDA00003351130900019.GIF" wi="85" he="63" />的余弦值<img file="FDA000033511309000110.GIF" wi="184" he="73" /><img file="FDA000033511309000212.GIF" wi="187" he="68" /><img file="FDA000033511309000213.GIF" wi="154" he="66" />得到链式静止同步补偿器中各链接单元的均压控制输出量u<sub>r_a1</sub>,u<sub>r_a2</sub>,…,u<sub>r_an</sub>,u<sub>r_b1</sub>,u<sub>r_b2</sub>,…,u<sub>r_bn</sub>,u<sub>r_c1</sub>,u<sub>r_c2</sub>,…,u<sub>r_cn</sub>,然后将所述的均压控制输出量叠加到参考输出电压的基础值u<sub>r_a0</sub>、u<sub>r_b0</sub>、u<sub>r_c0</sub>上便得到链式静止同步补偿器中各链接单元的最终调制波u<sub>ra1</sub>,u<sub>ra2</sub>,…,u<sub>ran</sub>,u<sub>rb1</sub>,u<sub>rb2</sub>,…,u<sub>rbn</sub>,u<sub>rc1</sub>,u<sub>rc2</sub>,…,u<sub>rcn</sub>,以此最终调制波控制各链接单元电容的充电和放电;最后利用载波移相PWM得到各链接单元的触发信号驱动功率开关管动作实现均压控制。
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