[发明专利]链式STATCOM子模块直流电压均衡控制方法

说明书

一种链式STATCOM子模块直流电压均衡控制方法，属于电力系统无功补偿技术领域。本发明的目的是根据H桥子模块数量和等效电容容值来自适应地修正载波频率，以提高链式STATCOM的子模块直流电压均衡能力基于非整数倍载波频率调制的链式STATCOM子模块直流电压均衡控制方法。本发明步骤是：计算第m相H桥子模块直流电压的不平衡度，判断H桥子模块直流电压不平衡度是否超标，启动子模块直流电压均衡控制方法。本发明解决CPS‑SPWM调制（载波相移正弦脉宽调制）导致的链式STATCOM各相H桥子模块直流电压不均衡的问题。

技术领域

本发明属于电力系统无功补偿技术领域。

背景技术

链式STATCOM是当前主要的动态无功补偿装置之一，其多应用于中高压配网场合，CPS-SPWM载波相移正弦脉宽调制是其主要的调制方法。相比于其他应用在链式STATCOM的调制策略，如阶梯波脉宽调制、消除特定次谐波调制、SVPWM调制等，CPS-SPWM调制易于实现、在等时间内单模块开关次数几乎相等，能够在较低开关频率下获得良好的基波输出。但是由于CPS-SPWM调制本身的局限性，载波的相位差异会引起输入单个H桥子模块的有功功率不相等，导致子模块电容电压出现不均衡问题，，所以改进子模块直流电压控制方法，维持其直流侧电容电压的均衡一直是国内外学者的研究热点。

发明内容

本发明的目的是根据H桥子模块数量和等效电容容值来自适应地修正载波频率，以提高链式STATCOM的子模块直流电压均衡能力基于非整数倍载波频率调制的链式STATCOM子模块直流电压均衡控制方法。

本发明步骤是：

改变载波频率控制各子模块电容电压平衡，使电容电压差异保持在一定范围，具体实施方法如下：

(1)计算第m相H桥子模块直流电压的不平衡度

采集第m相子模块直流电压有效值U_dcmi，按照式(1)计算第m相H桥子模块直流电压的不平衡度

式中，N为级联H桥子模块数，i为每相子模块的编号；

(2)判断H桥子模块直流电压不平衡度是否超标

式中，C_T为非链式两电平STATCOM直流侧等效电容，w₁和w₂为对应权重；

(3)启动子模块直流电压均衡控制方法

一、按照式(3)在整数倍载波频率f_c上叠加频移量，获得非整数倍载波频率f_mi，表示为：

式中，α为调整因子(1≤α≤1.1)，θ为1个基波周期后相邻检测获得的两个相邻载波之间的相位差；

二、利用式(1)调整第m相中N-1个H桥子模块对应的载波频率

STATCOM第m相中保持1号子模块载波频率不变，根据公式(3)调节后续2号～N号子模块的载波频率f_mi；返回步骤(1)，若子模块直流电压回复平衡速度低于预期，可改变调整因子α，使其提高电压平衡调整速度。

本发明解决CPS-SPWM调制(载波相移正弦脉宽调制)导致的链式STATCOM各相H桥子模块直流电压不均衡的问题。

附图说明

图1是并网链式STATCOM主电路示意图；

图2是CPS-SPWM三个模块调制示意图；