[发明专利]最大无功功率补偿跟踪系统

说明书

本发明公开了一种最大无功功率补偿跟踪系统，其中，电网电流检测器的输入端与电网连接，输出端分别连接负荷电流计算器和第二无功电流检测器；输出电流检测器的输入端与输出电流控制器相连，输出端分别连接负荷电流计算器和输出电流控制器；第一无功电流检测器的输入端连接负荷电流计算器，输出端连接输出电流指令合成器；闭环控制器的输入端连接第二无功电流检测器，输出端连接输出电流指令合成器；输出电流控制器的输入端连接输出电流指令合成器和输出电流检测器，输出端经过输出电流检测器连接至电网。通过本发明的技术方案，能够减少延时，将稳态补偿效果控制最优，实现了电网侧无功电流动态响应快、稳态精度高的闭环控制。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种最大无功功率补偿跟踪系统。

背景技术

随着现代工业技术的发展，用电设备的飞速电力电子化，配电系统中的无功功率特性发生了巨大变化，无功功率的从之前的稳定、缓慢、单感性变得更加具有冲击性、快速性以及容性和感性都有可能大量存。

如图1至图3所示，现有的静止无功发生器(SVG，Static Var Generator)通常使用开环或闭环的补偿方式，对电网的无功功率进行跟踪补偿，单现有的采用开环方式总会给电网的补偿带来一定的误差，无法做到最优的无功电流补偿，而现有的闭环方式，由于控制器算法的限制，虽然保证了稳态精度，但是牺牲了补偿的快速性，无法实现和开环方式一样的低延时跟踪响应。

发明内容

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种最大无功功率补偿跟踪系统，通过同时计算电网侧和负荷侧的无功电流大小，将网侧无功电流进行闭环控制后直接与负荷侧无功电流叠加，相当于同时利用了闭环和开环的控制方式，通过计算得到的负荷无功电流进行前置指令补偿，其实时响应速度和开环完全相同，能够最大限度的减少除无功检测算法以外带来的延时，利用计算得到的电网无功电流进行闭环的控制，能够将稳态补偿效果控制最优，能够充分发挥SVG无级输出的补偿特性，将最终的电网无功电流控制在目标值，从而实现了电网侧无功电流动态响应快、稳态精度高的闭环控制。

为实现上述目的，本发明提供了一种最大无功功率补偿跟踪系统，包括：用于探测电网侧电流瞬时值的电网电流检测器；用于获取输出电流控制器输出电流的输出电流检测器；用于通过电网电流和输出电流瞬时值计算负荷电流的负荷电流计算器；用于计算负荷产生无功大小的第一无功电流检测器；用于计算电网无功电流的第二无功电流检测器；用于将两个无功电流检测器的无功电流指令进行合成的输出电流指令合成器、闭环控制器和所述输出电流控制器；所述电网电流检测器的输入端与电网连接，输出端分别连接所述负荷电流计算器和所述第二无功电流检测器；所述输出电流检测器的输入端与所述输出电流控制器相连，输出端分别连接所述负荷电流计算器和所述输出电流控制器；所述第一无功电流检测器的输入端连接所述负荷电流计算器，输出端连接所述输出电流指令合成器；所述闭环控制器的输入端连接所述第二无功电流检测器，输出端连接所述输出电流指令合成器；所述输出电流控制器的输入端连接所述输出电流指令合成器和所述输出电流检测器，输出端经过所述输出电流检测器连接至电网。

在上述技术方案中，优选地，所述输出电流控制器包括SVG输出电流控制器和逆变器。

在上述技术方案中，优选地，所述电网电流检测器和所述输出电流检测器为电流互感器或霍尔电流传感器。

在上述技术方案中，优选地，所述第一无功电流检测器和所述第二无功电流检测器为快速傅里叶变换器或反傅里叶变换器、瞬时无功计算器或基于时域变换的无功计算器。

在上述技术方案中，优选地，所述闭环控制器为PID控制器或重复控制器。

在上述技术方案中，优选地，所述SVG输出电流控制器采用PID输出电流控制方式、重复电流控制方式或滞环电流控制方式，所述逆变器为三电平模块化SVG、两电平SVG或SVG与电容柜组合。