[发明专利]一种不平衡电网下LC耦合型SVG的参数设计方法及其控制方法和系统

权利要求书

1.一种不平衡电网下LC耦合型SVG的控制方法，其特征在于，利用一种不平衡电网下LC耦合型SVG的参数设计方法，获取SVG直流侧电压最小时，LC耦合支路上元件参数，确定LC耦合型SVG电路，对所述参数确定的LC耦合型SVG电路，按照如下步骤进行控制：

步骤1：将直流侧电压实时采集值U_dc与直流侧电压给定值U_dcref的误差输入PI控制器；

步骤2：利用PI控制器输出的正序有功功率给定值p^+*和需要补偿的无功功率给定值q^+*基于瞬时功率理论计算出正序补偿参考电流i_αβ^+*；

步骤3：将正序补偿参考电流i_αβ^+*和负序补偿参考电流i_αβ^-*相加，获得补偿参考电流i_αβ^*；

其中，所述负序补偿参考电流i_αβ^-*基于SOGI-QSG基波正负序检测方法获得；

步骤4：将LC耦合型SVG电路输出的补偿电流采样值进行αβ坐标转换得到i_αβ，将补偿参考电流i_αβ^*与LC耦合型SVG电路输出的补偿电流采样值i_αβ的误差输入QPR控制器，在QPR控制器的输出端引入电网负序电压反馈值u_αβ^-，得到三相电压调制信号；

所述电网负序电压反馈值u_αβ^-是将实时采集的电网负序电压值进行αβ坐标转换得到；

步骤5：利用步骤4得到的三相电压调制信号与三角载波信号进行比较，得到用于LC耦合型SVG电路的6路SPWM驱动信号；

其中，一种不平衡电网下LC耦合型SVG的参数设计方法，所述LC耦合型SVG包括在并网支路上依次串联的电容C、电感L以及电压源换流器VSC，所述电容C和电感L形成LC耦合支路，当SVG直流侧电压最小时，LC耦合支路基波等值容抗X_c的绝对值按照以下公式计算获得：

其中：U_s为电网电压，I_c为补偿电流，δ为补偿电流I_c与电网电压U_s的夹角，I_Ln和I_Lp分别为负序电流分量和正序电流分量，θ₁为负序电流分量I_Ln的相位，θ₂为正序电流分量I_Lp的相位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LC耦合支路中电感L和电容C的取值按照以下公式计算获得：

其中，Q_N为SVG的额定补偿无功功率，X^*表示电抗率，取值范围为[0.15-0.3]，w为电网基波频率，w_s为电压源换流器VSC开关频率的角频率。

3.一种不平衡电网下LC耦合型SVG的控制系统，其特征在于，包括依次相连的电压外环模块、补偿参考电流检测模块以及控制模块；

所述电压外环模块，通过直流侧电压给定值U_dcref与采样值U_dc的误差经过PI控制器构成；

所述补偿参考电流检测模块，利用PI控制器输出的正序有功功率给定值p^+*和需要补偿的无功功率给定值q^+*基于瞬时功率理论计算出正序补偿参考电流i_αβ^+*，将正序补偿参考电流i_αβ^+*和负序补偿参考电流i_αβ^-*相加，获得补偿参考电流i_αβ^*；

其中，所述负序补偿参考电流i_αβ^-*基于SOGI-QSG基波正负序检测方法获得；

所述控制模块，将补偿参考电流检测模块输出的补偿参考电流i_αβ^*与LC耦合型SVG电路输出的补偿电流采样值i_αβ的误差输入QPR控制器，在QPR控制器的输出端引入电网负序电压反馈值u_αβ^-，得到三相电压调制信号，利用三相电压调制信号与三角载波信号进行比较，得到用于LC耦合型SVG电路的6路SPWM驱动信号；

所述LC耦合型SVG电路中的LC耦合支路上的元件参数利用权利要求1或2所述方法，在SVG直流侧电压最小时确定。