[发明专利]一种DSTATCOM负序电流交叉耦合补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及，尤其涉及的是一种DSTATCOM负序电流交叉耦合补偿控制方法。

背景技术

近年来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子变流装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，电力系统中存在大量的不平衡、非线性负荷、冲击性、波动性负荷及一些单相大容量负荷，例如汽车制造等行业中用的单相线电压供电的点焊机、工业交流电弧炉、电气化铁路等。这些负荷产生的负序、无功和谐波电流造成了大量电能的损失，且日趋严重，威胁着电力系统的安全和经济运行。在用户端电能质量治理中，无功负序电流补偿一直是电气工程领域的研究热点，与传统SVC、TSC补偿相比，DSTATCOM配电网同步静止无功补偿装置具有补偿时间快、可连续补偿、不产生谐振、可补偿一定次谐波等优点。因此低压DSTATCOM是解决上述用户电能质量问题的一种较优途径。

针对负序电流的补偿，当前业内主要采用角型无功补偿方案。无源型：根据Steinmetz原理，采用纯无功支路进行无功和负序的综合补偿，以基于晶闸管的投切的角接型无功补偿装置(在三相四线制接法中采用分相补偿方法)，但其基于相控技术，响应速度慢，会产生谐波电流。有源型(SVG)角接方案是一种好的电能质量治理方案，如图1所示，由3个H桥功率单元组成，按角接方式接入系统中，其具有响应速度快，可进行无功、负序和谐波的综合治理。角接无功补偿方案中，常采用基于Steinmetz原理的对称分量法通过线电流相量计算补偿电纳，依赖以周期均值为基础的相量理论。相量识别及复杂的电纳计算需花费大量时间，造成较大延时，一般为一个电网周期以上，实时性较差。

对于角接型SVG补偿负序电流方法，通常是通过CT检测线电流进行序分解(或通过瞬时无功算法)计算出负序电流及正序无功电流，然后通过线相坐标变换将计算出的负序、无功电流线值进行坐标转换到相值得到角接型SVG的目标补偿电流进行补偿。但这种方法存在两种不足，一是补偿装置本身由三个单相H桥组成，功率单元的耐压值相增加，同时功率单元拓扑结构复杂；二是目标电流由线值转换到相值时，由于线相系数矩阵不是满秩，因而已知线电流求相电流存在多解，必须增加约束条件才能得到唯一解，这增加了运算复杂度及运算量。

对于负序电流的补偿，当前主要做法是将目标负序电流在ABC时域中进行滞环直接电流控制或在dq坐标系中通过闭环控制进行流压转换得到目标电压，再转换到αβ坐标系中进行SVPWM控制。这些控制方法都将正负序目标电流分别进行控制需要大量的坐标转换计算。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种DSTATCOM负序电流交叉耦合补偿控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种DSTATCOM负序电流交叉耦合补偿控制方法，包括如下步骤：

步骤一、构造初始相位为0的标准正余弦函数得到三角函数二维正交基，实时采样电网线电压瞬时值，与构造的正交基正余弦值进行乘积后再进行积分，得到电网线电压基波正序分量相位进行锁相，得到电网线电压相位，根据此相位可得到对应线电压U_AB相位正余弦值及二倍频正余弦值，同时计算得到对应相电压U_A相位正余弦值及二倍频正余弦值；

步骤二、根据步骤一锁相结果对电网线电压进行逆时针dq变换及顺时针dq变换，将转换结果分别经陷波器滤波；

步骤三、将二的结果进行解耦得到三相电网线电压的正序和负序分量对应的dq坐标的值；

步骤四、实时采样负载电流的瞬时值，根据步骤一锁相结果对负载电流值进行逆时针dq变换及顺时针dq变换，将转换结果分别经陷波器滤波；

步骤五、将四的结果进行正负序解耦得到负载电流的正序和负序分量对应dq坐标的值；

步骤六、实时采样DSTATCOM输出电流的瞬时值，根据步骤一锁相结果对输出电流值进行逆时针dq变换及顺时针dq变换，将转换结果分别经陷波器滤波；

步骤七、将四的结果进行正负序解耦得到DSTATCOM输出电流的正序和负序分量对应dq坐标的值；

步骤八、根据装置控制要求，采用直流侧电压闭环控制，其输出值为d轴目标电流，根据步骤五的q轴结果得到DSTATCOM装置的正序无功补偿目标电流，同时得到装负序补偿目标电流；

步骤九、根据三的结果，将电网线电压的正负序分量转换成相电压的正负序分量，根据八的结果，在逆时针dq坐标系下的d轴与q轴上分别进行目标电流的前馈解耦控制，并且进行PI闭环控制；