[发明专利]一种级联多电平静止同步补偿器及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统无功补偿技术领域，特别涉及一种级联多电 平静止同步补偿器及控制方法。

背景技术

静止同步补偿器(STATCOM)是一种并联型无功补偿的FACTS装 置，它能够发出或吸收无功功率，在电力系统中可以实现快速平滑地 吸收感性和容性无功功率的目的，由于其具有起动无冲击、调节连续、 响应快速、占地面积小等优点，广泛应用于电力工业领域并得到飞速 发展。

另外，采取何种静止同步补偿器(STATCOM)控制策略将直接影 响着电力系统的动态响应以及是否能够快速、连续地提供无功功率以 支撑稳定系统电压的问题。目前针对静止同步补偿器(STATCOM)的 控制策略多是采用传统PID控制，但由于电力系统属于强非线性对象， 因而其应用范围将受到很大限制。作为PID的发展和延伸，自抗扰控 制器(ADRC)经过多年实践证明了其在强非线性和不确定大扰动下仍 然具有很好的控制精度，但同时ADRC技术也面临着控制参数多、调 节复杂的问题。为了便于现场技术人员调试，线性自抗扰控制器 (LADRC)应运而生被广泛应用，其使用线性函数代替了ADRC的非线 性函数。在取得同样的控制效果的同时，进一步简化了控制参数，降 低了调试的复杂程度。

但对于一般的静止同步补偿器在实际应用中仍普遍存在输出谐 波含量大、开关器件容量及电压等级受限、控制效果精度低、无功补 偿响应速度慢等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、控 制精度高、无功补偿相应速度快且鲁棒性强的一种级联多电平静止同 步补偿器。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种级联多电平静止同步补偿器，包括主电路模块、检测模块、 DSP控制模块和IGBT驱动模块；所述检测模块的输入端与主电路模块 的输出端相连接，用于采集电网系统的三相电压、电流以及相位信号， 所述检测模块的输出端与DSP控制模块的输入端相连接；所述DSP控制 模块输出端与IGBT驱动模块的输入端相连接；所述IGBT驱动模块输 出端与所述主电路模块的输入端相连接。

而且，所述主电路模块采用三相结构，每相由三个H桥单元串联 构成，每个H桥单元由两个桥臂和一个直流侧电容并联构成，所述每 个桥臂由两个IGBT管和两个二级管构成，所述两个IGBT管分别与两个 二级管反向并联后串联构成。

而且，所述检测模块包括：三相网侧电流检测单元、三相负载电 流检测单元、直流侧电压检测单元、相位检测单元、电流互感器和锁 相环；所述三相网侧电流检测单元和三相负载电流检测单元的输入端 均通过所述电流互感器与主电路模块的输出端相连接；所述直流侧电 压检测单元的输入端与主电路模块的输出端相连接；所述相位检测单 元的输入端通过所述锁相环与主电路模块的输出端相连接；所述三相 网侧电流检测单元、三相负载电流检测单元、直流侧电压检测单元和 相位检测单元的输出端均与所述DSP控制模块的输入端相连接。

而且，所述DSP控制模块包括A/D采样单元、主控制器单元、外 部接口单元和外扩存储单元；所述检测模块的输出端与所述A/D采样 单元输入端相连接，该A/D采样单元输出端与主控制器单元相连接； 所述主控制器单元还分别与外扩存储单元和外部输出接口单元相连 接，该外部输出接口单元的输出端与所述IGBT驱动模块相连。

而且，所述IGBT驱动模块由三角波发生器单元和比较器单元组 成；所述三角波发生器单元输出端与比较器单元的输入端相连接；该 比较器单元的输出端与主电路模块相连接；该比较器单元输入端还与 DSP控制模块相连接。

而且，所述A/D采样单元采用型号为AD7705的芯片；所述主控 制器单元采用信号为TMS320C28335的处理器；所述外部接口单元采 用晶体管输出光电耦合器TLP512；所述外扩存储单元采用存储芯片 SST39VF800。

而且，所述三角波发生器单元采用高频精密函数信号发生器芯片 MAX038；所述比较器单元采用四路独立的电压比较器芯片LM339。

一种级联多电平静止同步补偿器的控制方法，包括以下步骤：