[发明专利]基于序分量法的静止无功功率补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电系统无功补偿领域，是一种基于序分量法的静止无功功率补偿控制方法。

背景技术

配电系统无功平衡对于电压和线损都有重要的意义，无功过剩或不足将导致电力系统电压升高或降低，电压质量恶化，电力系统的无功补偿和无功平衡是保证电压质量的基本条件。

电力系统中的无功电源主要包括：同步发电机、同步调相机、同步电动机、并联电容器、高压架空线路和电缆线路的对地电容以及静止型动态无功补偿装置。电力系统中的动态无功热备用容量主要由运行的同步发电机、同步调相机和静止无功补偿装置来提供。发电机所发出的无功功率远远满足不了电网对无功的需求。过去几十年中，同步调相机在电力系统的无功功率控制中一度发挥着主要的作用，然而，同步调相机的损耗和噪音都比较大，运行维护复杂，而且响应速度也比较慢；尽管随着控制技术的进步，同步调相机的控制性能有所改善，但是，从总体上讲这种补偿手段己经陈旧，在很多情况下难以满足快速动态无功功率控制的要求，近年来已逐渐退出电网运行。自从美国学者L.Gyugyi在1976年提出利用半导体变流器进行无功补偿的理论以来，静止同步补偿器（STATCOM）在工程应用方面取得了突飞猛进的发展因此，目前在电力系统中大力发展静止无功补偿装置势在必行，具有重要的现实意义。

随着现代科学技术的发展，近年来，配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、电气化铁路等负荷不断增加。这些负荷的非线性、冲击性和不平衡性的用电特性，使网络中的电压、电流波形发生畸变，或引起电压波动、闪变和三相不平衡。电力系统三相不平衡是由于三相负载不平衡或系统三相参数不对称所致，产生的负序电压和负序电流将导致旋转电机发热和振动，变压器漏磁增加和局部过热，电网线损增大及各种保护和自动装置误动等等。

人们在分析和设计电力电子设备时，通常假设这些装置运行在对称工况下。然而，这种假设与实际情况往往不符，尤其是系统对称的假设一般难于满足。对电网质量的调查表明，电网或多或少存在相位和幅值的不对称，系统故障情况下则会更严重。在三相电压平衡情况下设计出来的电压控制器，当电网电压不平衡时其控制性能会变差，降低了配电网静止无功补偿装置的可靠性。

发明内容

本发明的目的是，对现有技术进行实质性改进和创新，提供一种方法科学、合理、适用，能够对配电系统静止无功补偿器进行无功补偿，补偿效果好的基于序分量法的静止无功功率补偿控制方法。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种基于序分量法的静止无功功率补偿控制方法，其特征是，它包括以下步骤： 

（1）首先利用对称分量法，将测量的a、b、c三相负载各相电流                                                、、由相分量变换为序分量，得到需要补偿的正序电流和负序电流的值；

                        （1）  

其中：，e是自然对数的底，j是虚数单位；

（2）由电流与电压对应关系，计算逆变单元输出的正序电压基波分量、负序电压基波分量的大小；

（3）对于正序电压基波分量、负序电压基波分量通过坐标变换，分别得到其在（α，β）坐标系下的、、、。、、、是空间矢量分解得到的子轴分量；

（4）将正序电压、负序电压的（α，β）坐标系下子轴分量分别进行叠加，得到输出电压矢量的（α，β）轴分量，将一个周期内各时刻的正序、负序电压矢量进行合成，得到一个周期内各时刻的参考电压矢量；

(5)对各时刻的电压矢量，利用DSP进行SVPWM控制，生成一系列的PWM信号；

(6)经过驱动电路驱动IGBT模块，发出需要补偿的电流，实现不对称静止无功功率补偿。

本发明的基于序分量法的静止无功功率补偿控制方法，由于采用a、b、c三相电流变换到序电流，正序电压空间矢量变换、负序电压空间矢量变换和正负序空间矢量合成，根据需要补偿的三相电流，通过对称分量法得到正序、负序补偿电流，将正序电压和负序电压转换到（α，β）坐标系下，对正序分量、负序分量在（α，β）坐标系下的值进行叠加，然后利用DSP进行SVPWM控制，生成一系列的PWM信号，经驱动电路驱动IGBT模块，发出需要的补偿电流，从而实现不对称静止无功功率补偿。具有方法科学、合理、适用，能够对配电系统静止无功补偿器进行无功补偿，补偿效果好等优点。

附图说明

图1是基于序分量法的静止无功功率补偿控制方法涉及的主电路原理图；