專利名稱：一種statcom電流跟蹤補償方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力電子裝置控制的技術領域。具體地說，本發(fā)明涉及一種STATCOM電流跟蹤補償方法。
背景技術：
STATCOM的補償電流檢測方法廣泛采用的是基于瞬時無功功率的傳統(tǒng)ip_iq運算方式及其改進方法。傳統(tǒng)的ip-1q檢測補償電流的方法原理如圖3所示，其基本步驟如下采集A相電壓Ua，通過一個鎖相環(huán)(PLL)獲取Ua的相角，并由它產(chǎn)生與Ua同相位的正、余弦信號，可得
sin col -coscof
C=. ;對負荷側的三相電流進行Clark變換，求出a ^坐標下對應的電 -coscof — sin w/_
流值，再作Park變換得到電流的有功分量和無功分量；將電流的有功分量經(jīng)過一個低通濾波器，獲得電流的基波直流分量；通過Park逆變換和Clark逆變換求得三相坐標下的基波有功電流分量，將原三相電流減去基波有功電流分量，可求得STATCOM需要的補償電流。分析傳統(tǒng)的ip-1q檢測補償電流的方法可知該方法只采集系統(tǒng)A相的電壓Ua，通過一個鎖相環(huán)獲取Ua相角，獲得與A相同相位的正、余弦信號。當三相電壓不平衡時，此方法檢測不精確。首先，只針對三相電壓中A相電壓進行處理，雖然檢測的步驟變得簡單，但是，使得獲得的結果受A相電壓變化波動大。其次，鎖相環(huán)的使用加大了電路的設計和調試的難度。目前，STATCOM的控制方法有兩種間接電流控制和直接電流控制。間接電流控制方法是通過控制逆變器的電壓相位，從而控制STATCOM輸出的無功電流。其特點是開關器件的開關頻率低，系統(tǒng)響應速度較慢。直接電流控制STATCOM是通過電流內(nèi)環(huán)使STATCOM輸出的無功電流跟蹤指令電流的變化，同時通過控制STATCOM輸出的有功電流保持直流電壓的穩(wěn)定。直接電流控制的響應速度快，但是開關器件的開關頻率較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種STATCOM電流跟蹤補償方法，其目的是在系統(tǒng)電壓不對稱情況下，精確檢測出系統(tǒng)所需要的補償電流，并能快速跟蹤、補償系統(tǒng)所需要的電流。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的采取的技術方案為本發(fā)明所提供的STATCOM電流跟蹤補償方法，其步驟為(I)、采集公共連接點P處的三相相電壓和三相相電流，負載側的三相相電流以及STATCOM直流側電容電壓；(2)、依據(jù)采集到的P點三相相電壓，通過提取三相基波正序電壓作為同步參考信號進行Clark變換,利用基波正序電壓的初相角與a 0坐標下基波正序電壓分量的關系，計算出一組與三相正序基波電壓分量同頻同相的正、余弦信號，獲得變換矩陣；
(3)、對采集到的P點三相電流進行電流處理模塊處理，獲得系統(tǒng)需要的補償電流的d軸有功分量和q軸無功分量；(4)、負載側采集到的三相相電流經(jīng)過abc/dq坐標變換后，斷開d軸電流分量，對q軸電流分量進行低通濾波器處理，得到所需補償電流的q軸直流參考信號iqref ；(5 )、將STATCOM直流側電容電壓的反饋值與其指令值進行比較，誤差經(jīng)過比例積分環(huán)節(jié)調節(jié)后的輸出作為STATCOM輸出參考電流d軸的直流分量idref ；(6)、對補償電流的d軸有功分量和q軸無功分量分別進行電流的模糊PI控制處理，獲得STATCOM的電壓控制量在dq坐標下的d軸分量Ud和q軸分量Uq,對Ud和Uq進行dq/abc變換，利用電壓空間矢量脈寬調制技術，控制STATCOM的輸出。以上所述步驟(3)中對三相相電流進行電流處理模塊，其具體方式為采集到的三相相電流，經(jīng)過abc/dq變換后，將d軸的電流分量經(jīng)過低通濾波器處理得到直流電流分量，再經(jīng)過dq/abc變換后得到三相基波有功電流；將原采集到的三相相電流減去基波有功電流可得到三相電網(wǎng)需要補償?shù)碾娏鳎俳?jīng)過abc/dq變換即可得到補償電流的有功分量和無功分量。本發(fā)明采用上述技術方案，拓展了傳統(tǒng)的ip-1q無功電流檢測方法，使檢測結果不受三相電網(wǎng)電壓不對稱的影響，在電網(wǎng)電壓發(fā)生不對稱時，仍然使STATCOM的補償電流具有準確的檢測結果；采用直接電流控制方法，使得逆變器輸出電流的動態(tài)響應速度快；由于利用SVPWM技術生成控制信號控制STATCOM的輸出，因此STATCOM直流電容電壓的利用效率高，同時直流側電容電壓采用比例積分調節(jié)，又能保持其平衡和穩(wěn)定。


下面對本說明書各幅附圖所表達的內(nèi)容作簡要說明 圖1為發(fā)明的STATCOM電流跟蹤補償方法示意圖；圖2為圖1中的STATCOM主電路原理示意圖；圖3為傳統(tǒng)ip-1q無功電流檢測方法原理圖。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。如圖1、圖2所示的本發(fā)明的技術方案本發(fā)明是一種STATCOM電流跟蹤補償方法。為了解決現(xiàn)有技術存在的問題并克服其缺陷，實現(xiàn)以下發(fā)明目的在系統(tǒng)電壓不對稱情況下，精確檢測出系統(tǒng)所需要的補償電流，并能快速跟蹤、補償系統(tǒng)所需要的電流，本發(fā)明采取的技術方案為本發(fā)明的STATCOM電流跟蹤補償方法，其步驟為(I)、采集公共連接點P處的三相相電壓和三相相電流，負載側的三相相電流以及STATCOM直流側電容電壓；(2)、依據(jù)采集到的P點三相相電壓，通過提取三相基波正序電壓作為同步參考信號進行Clark變換,利用基波正序電壓的初相角與a 0坐標下基波正序電壓分量的關系，計算出一組與三相正序基波電壓分量同頻同相的正、余弦信號，獲得變換矩陣；采集公共連接點處的三相相電壓Ua、Ub、U。，經(jīng)過電壓處理模塊可得到變換矩陣，其具體為三相不對稱電壓中基波正序電壓分量％+、％+、％+為
權利要求
1.一種STATCOM電流跟蹤補償方法，其特征在于該方法的步驟為 1)、采集公共連接點P處的三相相電壓和三相相電流，負載側的三相相電流以及STATCOM直流側電容電壓； 2)、依據(jù)采集到的P點三相相電壓，通過提取三相基波正序電壓作為同步參考信號進行Clark變換，利用基波正序電壓的初相角與a ^坐標下基波正序電壓分量的關系，計算出一組與三相正序基波電壓分量同頻同相的正、余弦信號，獲得變換矩陣； 3 )、對采集到的P點三相電流進行電流處理模塊處理，獲得系統(tǒng)需要的補償電流的d軸有功分量和q軸無功分量； 4)、負載側采集到的三相相電流經(jīng)過abc/dq坐標變換后，斷開d軸電流分量，對q軸電流分量進行低通濾波器處理，得到所需補償電流的q軸直流參考信號iqref ； 5)、將STATCOM直流側電容電壓的反饋值與其指令值進行比較，誤差經(jīng)過比例積分環(huán)節(jié)調節(jié)后的輸出作為STATCOM輸出參考電流d軸的直流分量idref ； 6)、對補償電流的d軸有功分量和q軸無功分量分別進行電流的模糊PI控制處理，獲得STATCOM的電壓控制量在dq坐標下的d軸分量Ud和q軸分量Uq,對Ud和Uq進行dq/abc變換，利用電壓空間矢量脈寬調制技術，控制STATCOM的輸出。
2.按照權利要求1所述的STATCOM電流跟蹤補償方法，其特征在于所述步驟(3)中對三相相電流進行電流處理模塊，其具體方式為 采集到的三相相電流，經(jīng)過abc/dq變換后，將d軸的電流分量經(jīng)過低通濾波器處理得到直流電流分量，再經(jīng)過dq/abc變換后得到三相基波有功電流；將原采集到的三相相電流減去基波有功電流可得到三相電網(wǎng)需要補償?shù)碾娏?，再?jīng)過abc/dq變換即可得到補償電流的有功分量和無功分量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種STATCOM電流跟蹤補償方法，對采集到的P點處的三相相電壓和電流進行處理，得到轉換矩陣和系統(tǒng)所需補償電流的有功和無功電流分量，將負載側采集到的電流經(jīng)過abc/dq變換和低通濾波器處理，得到STATCOM參考電流q軸的直流分量，在STATCOM的直流電容電壓的電壓比例積分環(huán)節(jié)輸出作為參考電流的有功分量，從而可以對補償電流的有功分量和無功分量分別進行電流的模糊PI控制，進而通過SVPWM技術生成控制信號，控制STATCOM的輸出。本發(fā)明克服了系統(tǒng)三相電壓不對稱對STATCOM性能的影響，能夠準確檢測出系統(tǒng)所需的補償電流，并能快速有效地跟蹤、補償系統(tǒng)所需要的電流。
文檔編號H02J3/18GK103066607SQ20121054429
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月15日 優(yōu)先權日2012年12月15日
發(fā)明者陳其工, 鮑學禮, 高文根, 邵可可, 王俊杰, 連磊, 陳海艷 申請人:安徽工程大學