[发明专利]一种具有电压穿越能力的链式STATCOM直流总压控制方法

说明书

本发明公开了一种具有电压穿越能力的链式STATCOM直流总压控制方法，通过三相系统电压瞬时值计算当前系统线电压值；根据系统线电压值实时调整直流总压控制目标给定值U_dc*与基准调制度值M_base；结合每相功率单元直流总压，采用自调节器控制后获得的三相控制调节量dM_a、dM_b、dM_c；同时结合基准调制度值M_base与锁相角，获得三相直流总压控制瞬时指令值i_Ma、i_Mb、i_Mc；最后采用调制技术获得功率单元的开关控制信号，可实现电压的穿越及直流总压的控制。该方法解决了STATCOM设备电压穿越问题，同时可进一步提高设备的响应时间，有利于提高整机的可靠性，增强了应用范围。

技术领域

本发明涉及一种链式STATCOM直流总压控制方法。

背景技术

静止同步补偿器(STATCOM)是一种基于电力电子开关器件的电能质量问题动态补偿及治理装置，作为第四代补偿装置，代表了电能质量问题动态补偿的发展方向。静止同步补偿器(STATCOM)主要应用于电力系统输配电变电站、新能源行业(光伏电站、风电场)、钢铁冶金行业、煤炭行业、矿热炉行业、电解行业、石化行业、港口、造船行业、轨道交通行业、电动汽车充电行业等。

高压STATCOM通常采用链式拓扑结构，这种结构直流电容相互独立，其电压的控制决定了设备安全稳定性、输出性能。电容直流电压的控制一般采均压控制，常见的有脉冲轮换法、解析法、负序电流注入法、零序电压注入法等，都可使设备直流电容电压均衡，保证输出电流正弦度较好。但是对于变负载，直流电容电压也会随着输出容量上下波动，一方面电容波动范围不受控，存在安全隐患，而且直流电容波动范围大且频繁，影响其寿命；另一方面，在负载变化时，设备为了补偿不同无功功率，直流电容电压波动范围大，影响整机的响应速度。

为了解决快速响应的问题，有在均压控制基础上，施加直流总压控制方法，使直流电容总压控制在恒定值，在补偿不同负荷时只需间接控制输出电压的幅值即可快速响应负荷变化，大大提高了设备的响应时间，而且电容电压在可控范围，保证了电容的安全运行。

对于光伏电场、风电场、钢厂等电压容易发生突变的场合，补偿设备的控制难以及时响应电压变化以及调整控制策略时，将会造成STATCOM过流、跳闸等，不能完全发挥STATCOM提供连续的无功功率支撑电压的作用，这样的场合需要设备具备高、低电压穿越能力，尤其是低电压穿越能力。有通过参数自整定模糊PI控制外环电压来应对电压跌落问题，提高设备稳定性和抗扰动性能，这样的方法只是增强了控制的稳定性，对于快速跟踪电压变化以及快速响应控制并没有改善，并不能使补偿设备具备电压穿越能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种链式STATCOM具有电压穿越能力的直流总压控制方法，既解决STATCOM高、低电压穿越的问题，同时可提高设备的响应速度。

为实现以上目的，本发明提出的控制方法，包括以下步骤：

(1)根据三相系统电压瞬时值实时计算当前系统线电压U_now，并确定系统电压正常时的线电压U₀；

(2)根据计算得到的当前系统线电压U_now实时计算直流总压控制中当前总压给定值U_dc*；

(3)结合当前总压给定值U_dc*，采用直流总压控制方法获得根据系统电压动态调节的三相控制调节量dM_a、dM_b、dM_c；