[发明专利]船舶敏压负载稳压装置控制方法

说明书

本发明公开了船舶敏压负载稳压装置控制方法，包括无功补偿和有功补偿，包括以下步骤：利用传统的SSRF‑PLL检测电网三相电压相位角θ_S；实时采集系统三相电流I_abc，并转换成dq坐标系下的电流I_d和I_q；实时采集变压器输出侧三相电压U_T‑abc，并转换成dq坐标系下的变压器输出侧电压U_Td和U_Tq；实时采集负载端三相电压U_L‑abc，转换成dq坐标轴下的电压值U_Ld和U_Lq，实时计算负载端电压幅值U_Lf；基于所得数据控制调制波的生成，从而生成适当幅值和相位的电压串联至系统中，保证负载端电压恢复至额定值。本发明实现了一种通过输入有功加无功的方式，使敏压负载端电压在船舶电网波动下短时间恢复至额定值的控制方法。

技术领域

本发明属于船舶电压敏感型负载(敏压负载)电压控制技术领域，具体涉及船舶敏压负载稳压装置控制方法。

背景技术

海上货物运输船舶需要船舶电力系统提供电力供应，以便维持机舱、通信、导航、船员日常生活等系统的正常运行。一旦船舶电网出现较大扰动，通讯导航设备、计算机设备等敏压负载端电压也会波动，若没有稳压设备，其端电压会持续产生波动，从而导致敏压设备失稳甚至失效。这不仅会导致船舶失稳失联，甚至会危及船舶及船员生命安全。因此，维持船舶电力系统以及敏压负载的电压稳定对船舶及人身安全具有十分重要的意义。

当前，船舶上使用的稳压设备多为不间断电源装置(Uninterruptible PowerSystem,UPS)，其技术途径基本上有两种：一是选取合适的陆用UPS装置整机，并对其进行加固和船用化处理；二是根据船用标准选用船用元器件重新设计和制造。虽然针对UPS很多专家学者对其进行不断地研究，并提出很多改进方案，但对于UPS本身来讲，由于其背靠背结构选用器件相对较多，导致高容量情况下造价相对较高，所以目前还是仅适用于小容量设备中。

相较于UPS，动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)具有响应速度快，成本相对较低，维护保养方便等优势。其在陆地上已经有广泛应用，常用控制策略有三种：跌落前电压补偿控制法、同相电压补偿控制法、最小能量补偿控制法。同相电压补偿策略：要求跌落后的电网电压和补偿电压的相位相同，在此情况下将跌落后的电网电压幅值补偿至负荷侧所需要的稳定电压。该方法只能进行幅值的补偿，不能补偿相角变化。跌落前电压补偿策略：即完全电压补偿策略，是指补偿后的电网电压可完全恢复至电压跌落前的值，幅值和相位都没有变化。与同相电压补偿策略一样，在电压跌落时间较长时，负荷侧电压将得不到很好的补偿。并且通常负荷电压幅值可在90％-110％额定电压之间波动以及有一定的相位扰动的能力，没有必要将负荷电压完全补偿至额定值，因而其经济性较差，实际中很少采用。最小能量补偿策略：它通过使电网提供的有功功率最大化来实现DVR注入的有功功率最小化。通过减少DVR的有功注入，从而在一定直流侧储能容量下，使DVR可以补偿较长时间的电压跌落。

发明内容

本发明的目的在于从简从发，提供船舶敏压负载稳压装置控制方法——包括无功补偿和有功补偿，仅通过对负载端三相电压幅值、变压器输出侧的电压及系统电流进行检测与调节，即可在电网电压波动情况下快速恢复负载端电压。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

船舶敏压负载稳压装置控制方法，包括以下步骤：

1)相位检测模块利用传统的单同步坐标系软件锁相环(Single SynchronousReference Frame Software Phase Locked Loop，SSRF-PLL)检测电网三相电压相位角θ_S，用作所有dq与abc坐标之间的转换；