[发明专利]链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制方法

摘要

一种链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制方法，从负载电流中提取正序无功基波电流和负序基波电流，加上从电网吸收的正序有功基波电流，得到参考输出电流。计算参考输出电流的幅值和相位信息，结合电网电压正序基波分量的幅值和相位信息得到注入各相输出电压的零序电压分量。参考输出电流和实际输出电流送入电流调节器得到参考输出电压的初始值，加上零序电压分量得到参考输出电压的基础值。将每相各链接单元的电容电压与该相均值电压送入电压平衡控制调节器，结合参考输出电流相位信息得到各链接单元的均压控制输出量，叠加到参考输出电压的基础值上得到各链接单元的最终调制波。利用载波移相PWM得到各链接单元的触发信号，驱动功率开关管动作。

主权项

1.一种链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）从检测得到的电网电压中获取电网电压正序基波分量u_{p_a}、u_{p_b}、u_{p_c}的幅值信息U_pm和相位信息θ_a、θ_b、θ_c，利用电网电压正序基波分量的相位信息θ_a、θ_b、θ_c，从检测得到的三相负载电流i_La,i_Lb,i_Lc中提取正序无功基波电流i_{p_qa}、i_{p_qb}、i_{p_qc}以及负序基波电流i_{n_a}、i_{n_b}、i_{n_c}；（2）将总母线电压参考值与链式静止同步补偿器中每相所有链接单元电容电压之和作比较，将其差值送入链式静止同步补偿器控制器（5）中的总电压调节器，再将总电压调节器的输出分别乘以电网电压正序基波分量相位信息θ_a、θ_b、θ_c的余弦值cos(θ_a)、cos(θ_b)、cos(θ_c)，得到链式静止同步补偿器需要从电网吸收的正序有功基波电流i_{p_pa}、i_{p_pb}、i_{p_pc}；（3）将所述的正序无功基波电流i_{p_qa}、i_{p_qb}、i_{p_qc}和所述的正序有功基波电流i_{p_pa}、i_{p_pb}、i_{p_pc}相加，得到正序基波电流i_{p_a}、i_{p_b}、i_{p_c}，再将正序基波电流i_{p_a}、i_{p_b}、i_{p_c}加上负序基波电流i_{n_a}、i_{n_b}、i_{n_c}，得到链式静止同步补偿器的参考输出电流i_ra、i_rb、i_rc。同时利用正序基波电流i_{p_a}、i_{p_b}、i_{p_c}和负序基波电流i_{n_a}、i_{n_b}、i_{n_c}得到链式静止同步补偿器参考输出电流i_ra、i_rb、i_rc的幅值信息I_ra、I_rb、I_rc和相位信息（4）利用链式静止同步补偿器参考输出电流的幅值I_ra、I_rb、I_rc和相位信息再结合电网电压正序基波分量u_{p_a}、u_{p_b}、u_{p_c}的幅值U_pm和相位信息θ_a、θ_b、θ_c，得到链式静止同步补偿器各相输出电压中应注入的零序电压分量u₀，以保证补偿不平衡负载时各母线电压仍稳定在给定值；（5）将链式静止同步补偿器的参考输出电流i_ra、i_rb、i_rc与实际输出电流i_fa、i_fb、i_fc做比较，并将两者的差值送入链式静止同步补偿器控制器（5）中的电流调节器，得到未考虑电容电压平衡控制时链式静止同步补偿器参考输出电压的初始值u_{r_a}、u_{r_b}、u_{r_c}，然后将该参考输出电压的初始值u_{r_a}、u_{r_b}、u_{r_c}分别加上零序电压分量u₀，获得参考输出电压的基础值u_{r_a0}、u_{r_b0}、u_{r_c0}；（6）将链式静止同步补偿器中各链接单元电容电压U_dca1、U_dca2、…、U_dcan，U_dcb1、U_dcb2、…、U_dcbn，U_dcc1、U_dcc2、…、U_dcdn分别与其所在相的均值电压U_dcaavg、U_dcbavg、U_dccavg作比较，将其差值分别送往链式静止同步补偿器控制器（5）中的电压平衡控制调节器，然后将电压平衡控制调节器的输出分别乘以参考输出电流相位信息的余弦值得到链式静止同步补偿器中各链接单元的均压控制输出量u_{r_a1},u_{r_a2},…,u_{r_an},u_{r_b1},u_{r_b2},…,u_{r_bn},u_{r_c1},u_{r_c2},…,u_{r_cn}，然后将所述的均压控制输出量叠加到参考输出电压的基础值u_{r_a0}、u_{r_b0}、u_{r_c0}上便得到链式静止同步补偿器中各链接单元的最终调制波u_ra1,u_ra2,…,u_ran,u_rb1,u_rb2,…,u_rbn,u_rc1,u_rc2,…,u_rcn，以此最终调制波控制各链接单元电容的充电和放电；最后利用载波移相PWM得到各链接单元的触发信号驱动功率开关管动作实现均压控制。