基于大功率四象限变流器负载的SVC前馈反馈控制方法

摘要

本发明公开了基于大功率四象限变流器负载的SVC前馈反馈控制方法，具体包括有以下步骤：分析变流器接线和运行方式；构建反射内存网络；计算变流器无功功率；采集滤波器支路状态；引入电网电压反馈；完成触发角控制；本发明依据大功率变流器负载运行方式和实时数据，快速准确计算变流器即将消耗的无功功率，作为前馈量进行负荷补偿。采用本发明所提出的前馈反馈控制方法后，满足负载补偿快速性的要求，同时兼顾了电力系统补偿稳定性的指标。无功补偿响应时间可缩短至4ms以内，有效的抑制了无功对电网的冲击，消除了电压闪变的发生，也进一步提高了电力系统的稳定性。

主权项

基于大功率四象限变流器负载的SVC前馈反馈控制方法，其特征在于，具体包括有以下步骤：（1）分析变流器接线和运行方式在针对大功率四象限变流器负载进行无功功率补偿时，首先分析变流器的接线方式，常用的接线方式为双反星带平衡电抗器和三相桥式结构，其次要了解变流器的运行方式，常用的运行方式为正向整流、正向逆变、反向整流、反向逆变；（2）构建反射内存网络在变流器负载和SVC控制器之间构建反射内存网络，把变流器实时数据和运行方式传送至SVC控制器，实时数据包括变流器直流侧电流值和即将执行的触发角，由SVC控制器完成对变流器负载的数据进行分析计算；（3）计算变流器无功功率计算方法的核心思想是交直流系统有功功率平衡理论：变流器系统网侧输入有功功率在任何运行条件下都应与输出到直流回路的总有功功率相平衡，有以下关系： cos φ αN = P L ( 1 ) S L ( 1 ) P L ( 1 ) 2 + Q L ( 1 ) 2 = S L ( 1 ) 2 P L ( 1 ) = P d = U d I d Q L ( 1 ) = U d I d tan φ αN 其中，cosφαN为变流器的位移因数，PL(1)为网侧基波有功功率，QL(1)为网侧基波无功功率，SL(1)为网侧基波视在功率，Pd为直流回路输出有功功率，Ud为直流侧输出电压，Id为直流侧输出电流；（4）采集滤波器支路状态采集滤波器支路断路器的开关状态，SVC控制器通过检测滤波器支路断路器的开关状态来判定滤波器支路是否投入工作，对各个投入的滤波器支路的固定补偿容量进行求和，得出该时刻总的容性无功功率；（5）引入电网电压反馈通过检测电网电压与电压参考值比较，如差值超出限定值，且大功率变流器运行时，使用前馈控制策略；在其他情况下以母线三相电压为控制对象，以三相电压和电压参考值的差值为输入量，通过PID反馈方式输出SVC补偿电纳以稳定系统电压，达到电压反馈控制的目的；（6）完成触发角控制由于触发角与TCR 需要补偿的等效电纳之间是一种非线性关系，如下所示： B = 2 π - 2 α TCR - sin ( 2 π - 2 α TCR ) πX 其中B为等效补偿电纳，X为与晶闸管串联的电抗值，αTCR为TCR 的触发角；将上式线性化成触发角和等效电纳向量关系的查询表，然后根据实际等效电纳通过查表获得相应的触发角。