[发明专利]一种利用冗余电压矢量实现中压级联STATCOM容错控制的方法

摘要

本发明涉及一种中压级联STATCOM故障容错控制方法，利用级联逆变器的冗余电压矢量实现容错控制。当级联STATCOM的某些级联单元发生故障时，原控制算法选定的电压矢量可能由于故障而无法正常使用，成为故障矢量。此时利用级联逆变器冗余电压矢量多，且位置经常重合的特性，选择与其作用效果最接近的其它非故障矢量进行替代。从而最大限度的降低故障对系统的影响，提高工作可靠性。与目前常用的N+1冗余方式相比，该方法不需要增加附加的硬件冗余资源，节约成本，并可以推广至任意阶级联STATCOM中去。在N+1冗余方式中，当故障单元数大于冗余单元数时该方法亦可应用。

主权项

一种利用冗余电压矢量实现中压级联STATCOM容错控制的方法，其特征在于，所述控制的方法的步骤包括：(1)当级联STATCOM的某些级联单元发生故障时，首先迅速短接该故障单元，并向上位机发送故障代码，以便进行相应的容错控制；(2)利用瞬时无功功率理论对无功电流进行实时检测，当需要同时进行谐波补偿时，还需对各次谐波分量进行实时检测，从而得到级联STATCOM输出的电流参考值矢量ic*；(3)为了保证级联STATCOM输出的电流实际值矢量ic能够实时准确的跟踪电流参考值矢量ic*，首先利用电流滞环确定电流实际值矢量ic与电流参考值矢量ic*之间的误差矢量△i；当误差矢量模|△i|大于电流滞环宽度h时，应用电平圆整法逐步筛选出最优电压矢量Uk，来降低电流跟踪误差；当误差矢量模|△i|小于或等于电流滞环宽度h时，保持上一采样周期选择的电压矢量不变；(4)当步骤(3)最终确定的最优电压矢量Uk为非故障矢量时，则计算结束，最优电压矢量Uk为最终选定的电压矢量；(5)若最优电压矢量Uk为故障矢量，则选择其它非故障电压矢量进行替代，首先选择位置重合的非故障矢量，如果所有位置重合的矢量都为故障矢量，则选择位置和效果最接近的其它非故障矢量替代最优电压矢量Uk，具体替代方法如下：在N阶级联逆变器的电压矢量图中，由中点向外共有2N个正六边形，不包括中点，分别命名为六边形1、2…2N，以级联逆变器a相中有m个级联单元发生故障为例，其中0＜m＜N；①当最优电压矢量Uk＝(x,y,z)位于电压矢量图中最外侧的m个六边形时，此时无位置重合的非故障矢量可选择，矢量替代方法如下；当参考电压矢量位于扇区Ⅰ或Ⅵ时，选择(x‑1,y,z)，(x‑2,y,z)…中与其最接近的非故障电压矢量；当参考电压矢量位于扇区Ⅲ或Ⅳ时，选择(x+1,y,z)，(x+2,y,z)…中与其最接近的非故障电压矢量；当参考电压矢量位于扇区Ⅱ或Ⅴ时，不受a相故障影响；②当最优电压矢量Uk＝(x,y,z)位于六边形j时，其中1≤j≤2N‑m，此时有位置重合的非故障矢量可选择，矢量替代方法如下；当参考电压矢量位于扇区Ⅰ或Ⅵ时，选择(x‑1,y‑1,z‑1)，(x‑2,y‑2,z‑2)…中的非故障电压矢量；当参考电压矢量位于扇区Ⅲ或Ⅳ时，选择(x+1,y+1,z+1)，(x+2,y+2,z+2)…中的非故障电压矢量；当参考电压矢量位于扇区Ⅱ或Ⅴ时，不受a相故障影响，边界不计；同理可得，当b或c相有m个级联单元发生故障时的电压矢量替换方法。