[发明专利]一种应用于静止无功发生器的直流侧电压可变控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力控制技术领域，涉及一种应用于静止无功发生器的直流侧电压控制方法，尤其涉及一种应用于静止无功发生器的直流侧电压可变控制方法。

背景技术

静止无功发生器(Static Var Generator，简称为SVG)是柔性交流输电系统(FACTS)设备中的一种。由于其先进的控制性能和良好补偿效果，现在已经成为交流输电系统中理想的无功补偿设备。已有的SVG控制方法主要以维持直流侧恒定和准确补偿负载无功电流为目的。其中，直流侧电压控制主要包括直流侧电压独立控制和直流侧电压恒定控制两种。

直流侧电压独立控制方法，通过给直流侧的电容提供一个独立的直流电源，一般是通过一个二极管整流电路来实现。该方法能够达到独立控制直流侧电容电压的目的，同时还可以根据不同的负载无功功率对直流侧电压进行调整。但是，该方法的缺点在于，其需要另设一套电路，增加了整个系统的复杂程度，从而增加了系统的成本以及损耗等。

直流侧电压恒定控制方法，通过设定合适的直流侧电压参考值，使得系统在不同负载无功功率时均能满足调制要求。该方法采用SVG中的逆变电路对直流侧进行充电，简化了系统的硬件结构。但是，该方法的缺点在于，当负载无功功率变化范围较大时，为使直流侧电压始终满足调制要求，直流侧电压参考值通常设为最大负载无功功率对应时刻的电压值。而当负载无功功率远小于最大负载无功功率时，由于直流侧电压恒定不变，系统始终运行在较低调制度下，导致SVG的电流控制精度变差，灵活性差，同时增加了系统损耗。

鉴于现有技术的上述缺陷，迫切需要提供一种低成本的、控制方法简单的适用于不同负载无功功率的直流侧电压控制方法。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种应用于静止无功发生器的直流侧电压可变控制方法，以期能在不同无功负载功率下动态调节直流侧电压，提高直流侧电压利用率，减小系统损耗，从而实现SVG补偿无功时的高效控制。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于静止无功发生器的直流侧电压可变控制方法，其特征在于，按如下步骤进行：

(1)、采集静止无功发生器输出端的三相静止坐标系下的电网电压、负载电流、补偿电流以及直流侧电压；

(2)、通过坐标变换将三相静止坐标系下的电网电压、负载电流和补偿电流转换成同步旋转坐标系下的电压和电流的有功、无功分量；

(3)、根据负载电流的无功分量确定静止无功发生器的补偿电流无功分量指令，闭环控制获得dq解耦后静止无功发生器的调制电压无功分量；

(4)、根据静止无功发生器的补偿电流给定并结合相电压调制规律确定最小直流侧电压指令，闭环控制获得补偿电流有功分量指令；

(5)、根据静止无功发生器的补偿电流有功分量指令闭环控制获得dq解耦后的静止无功发生器调制电压有功分量；

(6)、通过坐标变换将静止无功发生器在同步旋转坐标系下的调制电压转换到三相静止坐标系下，产生开关序列，驱动功率器件，完成对静止无功发生器的控制。

进一步地，其中，所述步骤(2)中的同步旋转坐标系下的电压和电流的有功、无功分量包括：电网电压有功分量e_d、电感电压有功分量Δu_d、静止无功发生器的调制电压有功分量u_cd、补偿电流有功分量i_cd；电网电压无功分量e_q、电感电压无功分量Δu_q、静止无功发生器的调制电压无功分量u_cq、补偿电流无功分量i_cq以及负载电流无功分量i_Lq。

更进一步地，其中，所述步骤(3)中的静止无功发生器的补偿电流指令的计算公式为：

再进一步地，其中，所述步骤(4)中最小直流侧电压指令和补偿电流有功分量指令的计算公式分别为：

式(2)中，为静止无功发生器的直流侧电压指令、ω为电网电压角频率、L为电感参数；式(3)中，为电压控制环的比例系数，为电压控制环的积分系数，s为拉普拉斯算子，表示对误差量的积分。

再更进一步地，其中，所述步骤(3)和步骤(5)中采用闭环控制获得dq解耦后的静止无功发生器调制电压的计算公式为：

公式(4)中，为电流控制环的比例系数，为电流控制环的积分系数。