[发明专利]基于LMAT算法的静止同步补偿器的控制方法

摘要

一种基于LMAT算法的静止同步补偿器控制方法，其步骤主要是A、信号采样，对电力系统中的周期性非正弦三相负载电流信号和三相公共点电压采样得到当前时刻n的信号离散值；B、计算单元有功电压和无功电压；C、三相负载电流有功分量误差的计算；D、三相负载电流无功分量误差的计算；E、计算电源的参考电流；F、逆变器的控制；G、权值的更新；H、令n＝n+1,重复A—G的步骤。该方法收敛速度快，跃变跟踪能力强，稳态误差小。

主权项

一种基于LMAT算法的静止同步补偿器的控制方法，其步骤如下：A、信号采样静止同步补偿器的数字处理器对电力系统中负载侧的周期性非正弦的三相负载电流信号采样，得到当前时刻n的a相负载电流离散值ia(n)、b相负载电流离散值ib(n)和c相负载电流离散值ic(n)；数字处理器对电力系统中的三相公共点电压采样，得到当前时刻n的a相公共点电压离散值va(n)、b相公共点电压离散值vb(n)和c相公共点电压离散值vc(n)；数字处理器对电力系统中的对电源侧的三相电流信号采样，得到当前时刻n的a相电源电流离散值isa(n)，得到当前时刻n的b相电源电流离散值isb(n)，得到当前时刻n的c相电源电流离散值isc(n)；数字处理器对逆变器的直流侧的直流母线电压信号采样，得到当前时刻n的直流母线电压离散值Vd(n)；B、计算单元有功电压和无功电压B1、静止同步补偿器的数字处理器根据到当前时刻n的公共点电压离散值，计算出电力系统当前时刻n的公共点电压幅值V(n)：V(n)=23(va(n)2+vb(n)2+vc(n)2)]]>B2、静止同步补偿器的数字处理器再根据当前时刻n的公共点电压幅值V(n)，计算出当前时刻n的三相公共点电压单元有功分量：当前时刻n的a相公共点电压单元有功分量upa(n)，upa(n)＝va(n)/V(n)；当前时刻n的b相公共点电压单元有功分量upb(n)，upb(n)＝vb(n)/V(n)；当前时刻n的c相公共点电压单元有功分量upc(n)，upc(n)＝vc(n)/V(n)；B3、静止同步补偿器的数字处理器计算出当前时刻n的三相公共点电压单元无功分量：当前时刻n的a相公共点电压单元无功分量uqa(n)，当前时刻n的b相公共点电压单元无功分量uqb(n)，当前时刻n的c相公共点电压单元无功分量uqc(n)，C、三相负载电流有功分量误差的计算：根据B2步的当前时刻n的a相公共点电压单元有功分量upa(n)，得到当前时刻n的a相负载电流有功分量期望值ya(n)，ya(n)＝upa(n)wpa(n)；其中wpa(n)为当前时刻n的a相公共点电压单元有功权值，其初始值为零即wpa(1)＝0；进而得到当前时刻n的a相负载电流有功分量误差epa(n)，epa(n)＝ia(n)‑upa(n)wpa(n)；根据B2步的当前时刻n的b相公共点电压单元有功分量upb(n)，得到当前时刻n的b相负载电流有功分量期望值yb(n)，yb(n)＝upb(n)wpb(n)；其中wpb(n)为当前时刻n的b相公共点电压单元有功权值，其初始值为零即wpb(1)＝0；进而得到当前时刻n的b相负载电流有功分量误差epb(n)，epb(n)＝ib(n)‑upb(n)wpb(n)；根据B2步的当前时刻n的c相公共点电压单元有功分量upc(n)，得到当前时刻n的c相负载电流有功分量期望值yc(n)，yc(n)＝upc(n)wpc(n)；其中wpc(n)为当前时刻n的c相公共点电压单元有功权值，其初始值为零即wpc(1)＝0；进而得到当前时刻n的c相负载电流有功分量误差epc(n)，epc(n)＝ic(n)‑upc(n)wpc(n)；D、三相负载电流无功分量误差的计算：根据B3步的当前时刻n的a相公共点电压单元无功分量uqa(n)，得到当前时刻n的a相负载电流无功分量期望值ya(n)，ya(n)＝uqa(n)wqa(n)；其中wqa(n)为当前时刻n的a相公共点电压单元无功权值，其初始值为零即wqa(1)＝0；进而得到当前时刻n的a相负载电流无功分量误差eqa(n)，eqa(n)＝ia(n)‑uqa(n)wqa(n)；根据B3步的当前时刻n的b相公共点电压单元无功分量uqb(n)，得到当前时刻n的b相负载电流无功分量期望值yb(n)，yb(n)＝uqb(n)wqa(n)；其中wqb(n)为当前时刻n的b相公共点电压单元无功权值，其初始值为零即wqb(1)＝0；进而得到当前时刻n的b相负载电流无功分量误差eqb(n)，eqb(n)＝ib(n)‑uqb(n)wqb(n)；根据B3步的当前时刻n的c相公共点电压单元无功分量uqc(n)，得到当前时刻n的c相负载电流无功分量期望值yc(n)，yc(n)＝uqc(n)wqc(n)；其中wqc(n)为当前时刻n的c相公共点电压单元无功权值，其初始值为零即wqc(1)＝0；进而得到当前时刻n的c相负载电流无功分量误差eqc(n)，eqc(n)＝ic(n)‑uqc(n)wqc(n)；E、计算电源的参考电流E1、三相参考电源电流有功分量的计算算出公共点当前时刻n的参考电源电流基波平均有功权值wpavg(n)，wpavg(n)＝(wpa(n)+wpb(n)+wpc(n))/3根据当前时刻n的直流母线电压离散值Vd(n)，求出当前时刻n的直流母线电压的误差vde(n)，其中为设定的直流母线电压的参考值：将当前时刻n直流母线电压的误差vde(n)输入PI控制器，得到PI控制器的当前时刻n的输出值wd(n)；进而得到当前时刻n公共点的参考电源电流的有功权值分量wp(n)，wp(n)＝wpavg(n)+wd(n)；算出三相参考电源电流有功分量：当前时刻n的a相参考电源电流有功分量当前时刻n的b相参考电源电流有功分量当前时刻n的c相参考电源电流有功分量E2、三相参考电源电流无功分量的计算算出公共点当前时刻n的参考电源电流基波无功平均值wqavg(n)，wqavg(n)＝(wqa(n)+wqb(n)+wqc(n))/3求出当前时刻n的公共点电压的误差ve(n)，ve(n)＝V*‑V(n)；其中Vt*为公共点电压的设定值Vt*；将当前时刻n的公共点电压的误差ve(n)输入公共点电压PI控制器，得到当前时刻n公共点电压PI控制器的输出值wt(n)；进而得到当前时刻n公共点的参考电源电流的无功权值分量wq(n)，wq(n)＝wt(n)‑wqavg(n)；求出当前时刻n三相参考电源电流无功分量：当前时刻n的a相参考电源电流无功分量当前时刻n的b相参考电源电流无功分量当前时刻n的c相参考电源电流无功分量E3、参考电源三相总参考电流的计算：当前时刻n的a相参考电源总参考电流当前时刻n的b相参考电源总参考电流当前时刻n的c相参考电源总参考电流F、逆变器的控制将当前时刻n的a相电源电流离散值isa(n)，当前时刻n的b相电源电流离散值isb(n)，当前时刻n的c相电源电流离散值isc(n)，当前时刻n的a相参考电源总参考电流当前时刻n的b相参考电源总参考电流和当前时刻n的c相参考电源总参考电流送入滞环PWM电流控制器，由滞环PWM电流控制器的输出控制信号以控制静止同步补偿器中逆变器的开关器件的通断，其具体控制逻辑为：如果a相的上开关管打开，下开关管关断；如果a相的上开关管关断，下开关管打开；如果b相的上开关管打开，下开关管关断；如果b相的上开关管关断，下开关管打开；如果c相的上开关管打开，下开关管关断；如果c相的上开关管关断，下开关管打开；其中，h为滞环PWM电流控制器的控制门限值，其取值为0.01；G、权值的更新G1、三相公共点电压单元有功权值的更新由下式得出下一时刻(n+1)的a相公共点电压单元有功权值wpa(n+1)，其中，μ为步长、其取值为0.2，sign(·)为符号运算；由下式得出下一时刻(n+1)的b相公共点电压单元有功权值wpb(n+1)，wpb(n+1)=wpb(n)+μepb2(n)sign(epb(n))upb(n);]]>由下式得出下一时刻(n+1)的c相公共点电压单元有功权值wpc(n+1)，G2、三相公共点电压单元有功权值的更新由下式得出下一时刻(n+1)的a相公共点电压单元无功权值wqa(n+1)，其中，μ为步长、其取值为0.2，sign(·)为符号运算。由下式得出下一时刻(n+1)的b相公共点电压单元无功权值wqb(n+1)，由下式得出下一时刻(n+1)的c相公共点电压单元无功权值wqc(n+1)，H、令n＝n+1,重复A‑G的步骤。