[发明专利]基于自适应调节直流侧电压的LC-VSI装置无功补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于LC-耦合电压型逆变器结构的补偿装置的无功补偿控制方法，属于电气工程中的变流技术领域。

背景技术

传统的无功补偿手段有机械投入的并联电容器及调相机等，但它们都存在着一些问题，如并联电容器运行不便，容易发生共振，在系统电压降低时不能有效地提供无功支持等缺点。而调相机虽然动态性能较好，运行范围也较宽，但是由于包含转动部分，其设备及运行成本都较高。柔性交流输配电(FACTS/DFACTS)技术的出现给电力系统带来了新的控制技术和应用手段。静态无功补偿器(Static Var Compensator，SVC)，静态同步补偿器(Static Synchronous Compensator，STATCOM)和有源电力滤波器(APF)都是可用来进行无功补偿的重要FACTS/DFACTS设备，它們具有高动态响应速度，宽大补偿范围，能抑制谐振问题，但其初次和运行成本高。

把LC-耦合电压型逆变器(LC-VSI)应用于STATCOM和APF就构成LC-耦合STATCOM(LC-STATCOM)和LC-耦合混合有源电力滤波器(LC-HAPF)，如“通过容性阻抗连接的静态同步无功补偿装置及控制方法”(中国发明专利，公开日：2009年4月15日，公开号：CN101409450A)、“中压混合有源电力滤波器”(中国发明专利，公开日：2007年8月22日，公开号CN101022218A)、“混合有源电力滤波器及其控制方法”(中国发明专利，公开日：2007年5月30日，公开号CN1972060A)。LC-STATCOM和LC-HAPF能使得电压型逆变器(VSI)的输出电压可远低于系统电压，因而大大减小逆变器直流部分的电压，降低了LC-STATCOM和LC-HAPF无功补偿的成本和开关损耗。

LC-STATCOM和LC-HAPF在运作时的参考直流侧电压都是固定不变的，但当无源LC部分提供的无功功率差不多能全补偿负载无功功率时，LC-STATCOM和LC-HAPF有源部分所需补偿无功的直流侧电压要求可以很低，若该LC-STATCOM和LC-HAPF仍然运作于设计之固定直流侧电压水平中，因而增加了开关组件的损耗及噪声，降低LC-STATCOM和LC-HAPF的效率及补偿效果不理想。

发明内容

本发明的目的是为了使基于LC-耦合电压型逆变器(LC-VSI)结构的补偿装置，如LC-STATCOM和LC-HAPF，能对电力系统作动态无功补偿，且能在运行时优化及减少开关组件的损耗及噪声，提高装置的效率及补偿效果，提出一种在不同负载无功功率范围下自适应调节直流侧电压LC-VSI装置的无功补偿控制方法。

为了实现以上目的，本发明提供一种基于自适应调节直流侧电压的LC-VSI装置无功补偿控制方法，适用于三相四线及三相三线之电力系统，控制方法包括如下步骤：首先，通过每相负载无功功率计算出LC-VSI装置三相所需的最小直流侧电压，根据最小直流侧电压，自适应调节参考直流侧电压水平V_dc；然后，通过三相的瞬时无功计算出每相需要的无功补偿电流及控制直流侧电压跟踪自适应参考直流侧电压值之补偿电流，把上述两个电流相加得到LC-VSI装置最终的参考补偿电流i_cx^*；之后，利用PWM方法控制逆变器输出补偿电流i_cx跟踪最终参考电流i_cx^*，进行LC-VSI装置动态无功补偿及自适应直流侧电压之控制。

上述控制方法中，计算每相负载无功功率的方法具体如下：