[发明专利]D-STATCOM的线电流不对称补偿的相电流平衡限幅方法

说明书

技术领域

本发明涉及三相全控整流的技术领域，具体是一种D-STATCOM（配电网静止无功同步发生器）的线电流不对称补偿的相电流平衡限幅方法。

背景技术

三相三角形连接的级联型D-STATCOM的并网结构包括CPU单元、主体部分和并网部分；主体部分由级联型变流器和连接电抗组成，并网部分包括电网和负载。级联型变流器每一相都有n个功率单元，即a1～an、b1～bn、c1～cn，同相中的n个功率单元串联后再各自与连接电抗串连，即a1～an与                                               、b1～bn与、c1～cn与串联；且与c1相连、与a1相连、与b1相连，形成三相三角形首尾连接。所述D-STATCOM的三相上设有测量相电流的第一电流互感器组，并网处设测量线电流的第二电流互感器组，在负载侧设有测量负载电流的第三电流互感器组，在电网侧设有测量系统电流的第四电流互感器组，以及测量电网a的相电压的电压互感器。

D-STATCOM对不对称负荷进行补偿的目的是使得电网侧电流三相对称，且功率因数为1。此时装置输出的三相补偿线电流的三相分量的绝对值可能相差很大，对应的装置输出的三相相电流可能也相差很大，并且某一相或者几相分量可能超过装置的相电流补偿极限，为保证装置安全运行并能充分利用其补偿容量，其输出三相相电流需要进行最优化平衡限幅控制。

在中国发明专利说明书CN102222925.A中公开了一种D-STATCOM不对称补偿电流的平衡方法，但是经过最优化平衡算法获得三相相电流仍可能超过装置的相电流补偿极限，如何对相电流进行限幅处理，并且三相相电流和线电流仍需满足基尔霍夫电流定律的约束，即

                     式(7)

以充分利用装置的补偿容量并保证装置安全运行，其中，经限幅处理后的相电压向量和线电压向量的约束矩阵，取值与具体的限幅算法有关；、、、分别为经限幅处理后a、b、c三相线电流及线电流向量。如何解决相电流的平衡限幅处理问题，是D-STATCOM的线电流不对称补偿中的技术难题。

此外，CPS-SPWM技术参考《CPS-SPWM技术在级联H桥型变流器上的具体实现方法》（《电源技术应用》，2006年2月，第9卷第2期），以及《载波相移SPWM级联H型变流器及其在有源电力滤波器中的应用》（《中国电机工程学报》，2006年5月，第26卷第10期）。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在三相三角形连接的级联型D-STATCOM进行线电流不对称补偿时，为该D-STATCOM的三相相电流提供一种最优平衡限幅方法，以充分利用该装置的补偿容量并保证装置安全运行。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种D-STATCOM的线电流不对称补偿的相电流平衡限幅方法，包括如下步骤：

步骤一：求取一组线电流所对应的平衡相电流；

分别用向量和表示D-STATCOM的一组线电流和与之对应的平衡相电流，则可表示为：

                         式(1)

其中，，，，取三相线电流瞬时值的绝对值的最大值，即

                           式(2)

步骤二：对步骤一所得平衡相电流进行限幅处理；

求取限幅比例因子k：k可表示为

                     式(3)

其中，为D-STATCOM的相电流补偿极限，取某一组平衡相电流瞬时值的绝对值的最大值，即

                         式(4)

求取经限幅处理后的平衡相电流向量：可表示为

                       式(5)

步骤三：PWM脉冲的发生与装置控制；

获得步骤二所得向量与D-STATCOM实际输出的补偿相电流向量的偏差值后，将该偏差值经比例积分PI调节器调节后输出调制波信号，然后对该调制波信号采用载波移相脉宽调制算法进行处理并产生相应的多电平PWM脉冲，该多电平PWM脉冲对D-STATCOM中的级联型变流器进行控制，以产生相应的平衡限幅相电流。