[发明专利]基于静止型动态无功调节装置的功率因数补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制方法，尤其涉及一种基于静止型动态无功调节装置的功率因数补偿控制方法。

背景技术

风力发电、光伏发电等可再生能源发电系统中存在大量的感性阻抗，因此需要在这些系统的并网处安装能够进行动态无功功率调节的电力电子装置来解决其并网中的低功率因数问题。目前基于静止型动态无功调节装置的功率因数补偿控制方法一般采用的是功率因数闭环控制方法，即：在原有电流内环解耦控制的基础上，通过功率因数闭环控制实现补偿系统功率因数时时跟踪功率因数指令值，但是，在工程实践中，增加PI调节器会增加系统调试难度以及算法复杂性等种种问题，工程实现难度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于静止型动态无功调节装置的功率因数补偿控制方法，对已有的控制方法进行改进，简化控制方法，减少控制参数，以解决风力发电、光伏发电等可再生能源发电系统并网中的低功率因数问题。

本发明采用如下技术方案实现：

基于静止型动态无功调节装置的功率因数补偿控制方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：

（1）获取静止型动态无功调节装置并网点的电网电压，记为：u_su,u_sv,u_sw，并利用数字锁相环计算出电网电压电角度_t和电网电压幅值V_sd；

（2）获取静止型动态无功调节装置输出电流，记为：i_u,i_v,i_w，和发电系统输出电流，记为：i_su,i_sv,i_sw；

（3）根据步骤1获得的电网电压电角度，利用3s/2r坐标变换方法,将发电系统输出电流i_su,i_sv,i_sw变换为有功电流分量和无功电流分量，分别记为i_sd和i_sq；

（4）根据上述步骤1得到的电网电压幅值V_sd和步骤3得到的有功电流分量i_sd以及无功电流分量i_sq，利用公式和分别得到发电系统输出的有功功率p和无功功率q；

（5）根据电网功率因数指令值l^*，利用公式得到静止型动态无功调节装置所需输出无功功率值；

（6）通过公式得到静止型动态无功调节装置所需输出无功电流的指令值；

（7）根据步骤1获得的电网电压电角度，利用3s/2r坐标变换方法,将静止型动态无功调节装置输出电流i_u,i_v,i_w变换为有功电流分量和无功电流分量，分别记为i_d和i_q；

（8）将步骤6获得的无功电流指令值作为静止型动态无功调节装置电流内环Q轴的指令值，将步骤7获得的无功电流值作为静止型动态无功调节装置电流内环Q轴的反馈值。

进一步的，在步骤（1）中是通过电压传感器获取静止型动态无功调节装置并网点的电网电压。

进一步的，在步骤（2）中是通过电流传感器获取静止型动态无功调节装置输出电流。

本发明具备的有益技术效果是：减少了功率因数控制外环，使得整个系统设置的控制参数减少，易于工程技术人员调试，因此有利于本发明方法的应用；不需要检测电网电压和电网电流来计算功率因数值，只需要检测静止型动态无功调节装置并网点电压和新能源发电系统输出电流，从而可以减少一个电压检测装置，节约系统成本；控制方法简单、计算量少，有利于工程实践。

附图说明

图1是本发明方法求解静止型动态无功调节装置无功电流指令值的详细流程图。

图2是使用本发明方法的高压大功率链式静止型动态无功调节装置的总控制框图。

图3是应用本发明的一个系统结构简图。

图4是对图3所示系统进行仿真时，利用本发明方法控制电网功率因数为0.9时的仿真波形图：

图4（a）是电网输出功率因数；

图4（b）是U相并网点电压和U相电网电流；

图4（c）是U相并网点电压和静止型无功调节装置输出U相电流；

图5是对图3所示系统进行仿真时，利用本发明方法控制电网功率因数为1时的仿真波形图：

图5（a）是电网输出功率因数；

图5（b）是U相并网点电压和U相电网电流；