[发明专利]一种基于DSP的电压跌落补偿器控制系统及方法

说明书

(一)技术领域：

本发明属于电力系统的控制技术领域，尤其是一种基于DSP(DigitalSignalProcess，数字信号处理)的电压跌落补偿器控制系统及方法。

(二)背景技术：

随着电力系统的发展，超导储能技术、蓄电池储能技术、飞轮储能技术和超级电容器等储能技术构成电压跌落补偿器开始应用于实际电网。其中具有代表性的电压跌落补偿器为STATCOM(StaticSynchronousCompensator，静止同步补偿器)、SMES(superconductingmagneticenergystorage，超导磁储能系统)及DVR(dynamicvoltagerestorer，动态电压恢复器)，其中STATCOM和SMES为并联接入电网母线处，DVR为串联于变电站出线中。上述具有代表性电压跌落补偿器主要由变流器和储能装置构成，其控制器一般分为外环控制和内环控制2个层次，其中控制电压跌落补偿器的主要控制器是外环控制，因为外环控制的任务是根据电压跌落的实部和虚部向内环控制发送有功功率和无功功率的指定值，内环控制器则负责变换器开关元件的PWM触发控制，实现有功功率和无功功率的调节。

目前外环控制的普遍采用传统的PI调节，由于电网结构复杂，难以建立详细的含电压跌落补偿器的电网模型，从而导致采用PI调节的外环控制器出现比较多的问题：(1)难以自适应地根据电网的运行方式调节参数，(2)不能保证依据仿真分析得来的PI控制器的正确性，(3)PI控制器跟踪电网电压变化的能力有限，给电网带来谐波污染。所以，提出一种适应性强、参数调节范围广及跟踪效率高的外环控制器已经变得至关重要。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供了一种基于DSP的电压跌落补偿器控制系统及方法，它可以克服现有技术的不足，是一种运行可靠、便于实现的控制方法，可以有效提高电压跌落补偿器的鲁棒性和适应性，改善系统的动态特性，且装置结构简单易实现。

本发明的技术方案：一种基于DSP的电压跌落补偿器控制系统，其特征在于它包括信号调理模块、信号驱动模块、DSP控制模块、变流器监控模块和变流器模块；其中，所述信号调理模块的输入端通过电流互感器和电压互感器采集风电场母线电流和母线电压，其输出端与DSP控制模块的TMS320F2812DSP芯片的ADC引脚连接；所述信号驱动模块的输入端接收来自TMS320F2812DSP芯片的EVA和EVB引脚的信号，其输出端与电压跌落补偿系统的变流器模块的输入端连接。

所述信号调理电路是由交流电压传感器和滤波调理电路构成；所述交流电压传感器的输入端通过互感器接收母线电信号，其输出端与滤波调理电路的输入端连接；所述滤波调理电路的输出端通过锁相环电路与DSP控制模块的输入端连接。

所述电压传感器是科海公司KD250V/J2V模块。

所述DSP控制模块采用TMS320F2812DSP芯片，其内置模块包括EV事件管理器、ADC模数转换器、SCI串口通信模块；其中，所述EV事件管理器由发出PWM1-6信号的EVA模块和发出PWM7-8型号EVB模块构成；所述ADC模数转换模块接收信号调理电路的8路模拟信号并进行采样处理；所述CAPI模块通过锁相环电路对信号调理电路的信号进行锁相捕捉；所述SCI串口通信模块由用于接收监控系统命令的SCIB模块和用于接收控制命令，传输变流器状态及数据，传输变流器状态的SCIA模块构成；所述SCIA模块与变流器监控模块呈双相连接。

所述信号调理模块的输出端与DSP控制模块的TMS320F2812DSP芯片的ADC模数转换器的引脚连接；所述信号驱动模块的输入端接收来自TMS320F2812DSP芯片EV事件管理器的EVA和EVB引脚的信号。

所述变流器模块是由变流器和斩波器构成；其中所述变流器和斩波器相互串联与发生电压跌落的母线和电压跌落补偿器之间；并接受来自信号驱动模块的驱动信号。

所述信号驱动模块是由IPM(IntelligentPowerModule——智能功率模块)驱动电路和IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor——绝缘栅双极型晶体管)驱动电路构成；其中所述IPM驱动电路的输入端采集DSP控制模块EVA引脚的输出信号，其输出端连接变流器模块中的变流器；所述IGBT驱动电路的输入端采集DSP控制模块EVB引脚的输出信号，其输出端连接变流器模块中的斩波器。

一种基于DSP的电压跌落补偿器的控制方法，其特征在于它包括以下步骤：