[发明专利]一种链式STATCOM的控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于电能变换领域，尤其涉及一种链式STATCOM的控制方法及系统。

背景技术

随着电子技术的发展，链式STATCOM(中文：静止同步补偿器，英文：Stat ic Synchronous Compensator),在高压大功率输电领域得到越来越广泛的应用。大容量链式STATCOM一般通过接口变压器连接到电网，并通过采集高低压侧电压、电流进行锁相控制。现有控制策略难以准确区分电压传感器断线故障与低压侧电压故障，在两种情况下都将令STATCOM闭锁跳闸，因此难以对低压侧电压故障起到有效的支撑作用。另外，故障时的锁相环输出误差也有可能导致STATCOM子模块电容过压而跳闸。为解决以上问题，可以采用一类不依赖电网电压信息的无交流电压传感器控制技术，以提高STATCOM控制的鲁棒性。

传统无交流电压传感器控制技术一般在同步坐标系下根据电流调节器的输出估算出电网电压或“虚拟磁链”，再将估算得到的电压或“虚拟磁链”信号送入锁相环，用于同步控制。但变流器启动时，电流调节器输出为零，因此需要附加初值估测，增加了控制复杂度。另外，同步坐标系下的电压观测器存在积分饱和与零点漂移问题，需要增加限幅环节或低通滤波器，降低了控制系统的动态性能。近年来，还出现了基于卡尔曼滤波器、自适应神经网络等现代控制理论方法的改进型电压观测器，但其结构都较为复杂，实际应用较为困难。

发明内容

本发明提供了一种链式STATCOM的控制方法及系统，解决了现有无交流传感器控制方法存在的初值敏感、积分饱和、零点漂移、结构复杂等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种链式STATCOM的控制方法，包括：

采集STATCOM当前时刻的三相桥臂电流i_uvw，并将所述当前时刻的三相桥臂电流i_uvw经过坐标变换得到当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电流i_αβ；

根据所述当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电流i_αβ，以及当前时刻的上一时刻的桥臂参考电压计算得到当前时刻STATCOM端口电网电压观测值

在两相静止坐标系下，根据所述当前时刻STATCOM端口电网电压观测值以及所述当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电流i_αβ得到当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电压参考值

将所述当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电压参考值进行坐标变换得到当前时刻的三相桥臂参考电压

采集桥臂子模块电容电压U_c，并根据所述当前时刻的三相桥臂参考电压通过调制控制得到子模块的开关信号。

优选的，所述根据所述当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电流i_αβ，以及当前时刻的上一时刻的桥臂参考电压计算得到当前时刻STATCOM端口电网电压观测值包括：

将所述当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电流i_αβ进行正交滤波，得到相位相差的90°的第一桥臂电流和第二桥臂电流将所述当前时刻的上一时刻的桥臂参考电压进行正交滤波，得到相位相差的90°的第一桥臂参考电压和第二桥臂参考电压

根据所述第一桥臂电流和第二桥臂电流第一桥臂参考电压和第二桥臂参考电压以及一个桥臂的电抗器电感之和、一个桥臂的电抗器电阻之和，通过以下公式获取当前时刻STATCOM端口电网电压观测值

其中，L为一个桥臂的电抗器电感之和；R为一个桥臂的电抗器电阻之和。

优选的；所述第一电桥臂流值

第二桥臂电流值

第一桥臂电压参考值

相应的，所述

其中，s为复频域中的复参变量；k为增益调节系数；ω_u＝100π，为电网电压角频率；G_VO为电压观测器传递函数。

优选的，所述根据所述当前时刻STATCOM端口电网电压观测值以及所述当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电流i_αβ得到当前时刻的两相静止坐标系下的桥臂电压参考值包括：

在无功控制模式或者电压控制模式下，将STATCOM输出无功参考参数与观测参数比较后，经过比例积分处理获得无功电流参考值

根据无功电流参考值和当前时刻STATCOM端口电网电压观测值利用以下公式计算电流参考值

其中，