[发明专利]基于电流反馈校正优化的级联型STATCOM无功补偿控制方法

摘要

本发明公开了一种基于电流反馈校正优化的级联型STATCOM无功补偿控制方法，采用电压电流双闭环控制方式，外环电压采用PI控制调节的方法，内环电流控制基于模型预测、滚动优化和反馈校正的方法，在进行输出电流值预测的过程中对每相总的输出电平进行了最优预测，并对各级连模块的开关状态进行了最优分配，且对于每个模块左右桥臂的开关动作次数均衡，从而使各模块每个桥臂的开关损耗均衡，降低了开关器件的开关频率，而且避免系统受连接电抗易于饱和、采样延时和IGBT驱动存在死区延时等因素的影响。

主权项

一种基于预测电流反馈校正优化的级联型STATCOM无功补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以STATCOM单相为例，构造直流侧和交流侧能量交换的数学模型，如下：$L\frac{{\mathrm{di}}_{cx}}{dt}=u_{sx}-Q_x{u}_{dcx\_avg}-{\mathrm{Ri}}_{cx},$其中，i_cx为级联型STATCOM各相交流侧的输出电流，L和R分别为输出电感和电阻值，u_sx为电网正弦电压量，Q_x为级联型STATCOM各相所有级联模块的总输出电平数，为每相所有级联模块直流侧电容电压的平均值，对进行一阶前向离散化，并利用k时刻的输出电流采样值i_cx(k)推导出k+1时刻的电流值i_cx(k+1|k)；其中x为相序号，x＝a,b,c；2)通过控制级联型STATCOM的输出电平数Q_x得到下一采样时刻的并网电流值，利用当前时刻的输出电平数Q_x(k)预测出下一时刻的输出电平数集合Q_x(k+1)，并利用并网电流的性能评估函数对下一时刻的输出电平数进行最优选定，得到最优输出电平数；3)对每相所有级联模块的总电压进行PI控制，利用步骤2)计算出的最优输出电平数Q_x(k+1)对各级联模块进行电平分配，控制各级联模块开关量的变化；4)在k时刻将电流的实际采样值i_cx(k)与在k‑1时刻预测的估计值i_cx(k|k‑1)进行对比，产生偏差信号e(k)，利用该信号对下一时刻的偏差信号e(k+1|k)进行预测，并将该偏差信号e(k+1|k)转化为直流侧的电压残差能量，利用各级联模块的直流侧电压对e(k+1|k)进行补偿，并将级联单元的开关量叠加到上述第3)步得出的开关量变化上，作为各级联模块最终的开关控制信号，用于驱动各级联模块的开关管。