[发明专利]一种SVG中减小无源阻尼损耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及SVG领域，具体是一种SVG中减小无源阻尼损耗的方法。

背景技术

静止型动态无功补偿装置SVG中一般带有LCL滤波器，LCL滤波器增加了闭环稳定控制的难度，它在转折频率点存在高幅值的谐振峰，且其相位滞后急剧变化，远远超过了自动控制理论中系统稳定的-相位滞后条件，因此难以稳定控制。传统的SVG一般采用无源阻尼方式来抑制LCL滤波器带来的振荡问题，但会增加额外损耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种SVG中减小无源阻尼损耗的方法，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种SVG中减小无源阻尼损耗的方法，其特征在于：通过控制算法在SVG中的LCL网络中电容两端并联一个虚拟电阻，抑制LCL滤波器带来的谐振峰，具体采用电容电流反馈的方法来实现有源阻尼，即在控制中加入电容电流反馈，就可以达到在电容两端并联一个虚拟电阻的作用。

本发明采用电容电流反馈的控制方法，实际是通过逆变侧电感电流与网侧电感电流相减得到电容电流，并进行反馈。这样不仅可以减小无源阻尼损耗，提高系统效率，从目前SVG的3％损耗降低到2％左右，而且还可以分别用逆变侧电感电流来实现保护，网侧电感电流来实现电流环控制，省去了电容电流采样的互感器。

附图说明

图1为本发明LCL滤波器虚拟电阻实现方案原理图。

图2为本发明LCL滤波器虚拟电阻实现方案控制框图。

图3为本发明LCL滤波器虚拟电阻实际实现的控制框图。

具体实施方式

一种SVG中减小无源阻尼损耗的方法，通过控制算法在SVG中的LCL网络中电容两端并联一个虚拟电阻，抑制LCL滤波器带来的谐振峰，具体采用电容电流反馈的方法来实现有源阻尼，即在控制中加入电容电流反馈，就可以达到在电容两端并联一个虚拟电阻的作用。

如图1所示，为实现LCL网络的有源阻尼，希望通过控制算法实现在电容两端并联一个电阻，从而抑制LCL滤波器带来的谐振峰，保证控制系统的稳定，希望实现的控制框图如图2所示。

实际工程实现过程中，以上的控制框图可以通过等效变换变为图3所示的控制框图形式。因此，可以采用电容电流反馈的方法来实现有源阻尼，即在控制中加入电容电流反馈，就可以达到在电容两端并联一个虚拟电阻的作用。具体的反馈系数可以根据需要并联的等效虚拟电阻阻值确定，其表达式为k_c＝L₁/RCG_inv，其中L₁为逆变侧电感感值，R为等效虚拟电阻阻值，C为滤波电容容值，G_inv为逆变桥增益。

在应用于实际的SVG中，并没有直接采样电容电流i_c，而是分别采样逆变侧电感电流i_L和网侧电感电流i_g，根据KCL定律，两者相减即为滤波电容电流。这样一种实现方式的优点是可以采用逆变侧电感电流作为保护，而网侧电感电流可以作为电流环控制，这样既可以省去电容电流采样的互感器，又可以很好地起到保护效果，并通过算法实现有源阻尼抑制LCL谐振峰的作用，在工程实现上具有优势。

在SVG中，电网通过LCL滤波器连接至逆变桥，LCL滤波器由电容C、电感L1和L2构成，电容C一端分别通过电感L2连接电网、通过电感L1连接逆变桥，通过控制算法在电容C两端加入虚拟的无源阻尼R，可有效降低SVG中的无源阻尼损耗。

在实际工程应用的300KVA SVG中，其具体的参数如表1所示。在实际程序实现过程中，逆变桥增益G_inv为1，实验中希望等效虚拟电阻阻值为5Ω，则通过计算可以得到电容电流反馈的系数k_c＝L₁/RCG_inv＝0.18，通过这样的电容电流比例前馈即可实现有源阻尼的效果。

表1 300KVA SVG的额定参数