[发明专利]无谐波及无功检测的配电静止同步补偿控制方法

权利要求书

1.一种无谐波及无功检测的配电静止同步补偿控制方法，其特征是:通过直流侧电容电压设定值                                                与反馈值的差值，经过比例积分调节得到系统基波有功分量值，然后与电网电源侧电流值相减，得到需要补偿的谐波及无功电流值,进行补偿。

2.根据权利要求1所述的无谐波及无功检测的配电静止同步补偿控制方法，其特征是: 所述的方法采用数字信号处理器芯片控制或通过模拟乘法器与运算放大器电路实现全部控制算法，所述的方法的输出采用滞环电流比较或者直接电流脉宽调制输出方式。

3.根据权利要求1或2所述的无谐波及无功检测的配电静止同步补偿控制方法，其特征是: 在电压控制环中，为直流侧电容电压的反馈值，为直流侧电容电压的设定值，两者的差值则为电压的控制量，经过比例积分调节之后得到有功分量值是有功电流幅值；有功电流幅值乘以与三相电源电压同步的单位正弦信号得到该相输入电流的设定值；设定信号和实际电流的差值，经过滞环比较器输出六路触发信号；直接控制电源侧电流方式的配电静止同步补偿器，不需要检测谐波及无功电流；如在滤除谐波时，直流侧电容和电网电流存在有功功率的交换；电容电压和电容电流具有下面的动态关系：

式中，为初始时刻的电压，为电容电流；

式中，为电容电压的设定值，为电容电压的实际值；根据能量平衡的原理，直流侧电容充放电过程，都是基波有功电流引起的，由此可知，直流侧电容的有功电流设为，通过比例积分调节后得到有功电流幅值；

                                 

一般情况下，假设电网电压为标准的正弦波，谐波和无功补偿的目的就是使电网输入电流波形与电网电压波形为同频，同相的正弦波，可以将电网电流分解为基本有功电流分量和谐波电流分量：

式中，为电网瞬时电流值；配电静止同步补偿器可以等效为一个电流控制电流源，对非基波有功分量反向放大，其中为非有功分量的检测单元，则有：

由上式可得

                                                      

其中，为负载电流的谐波分量，在输入量稳定的前提下，如果放大倍数值足够大，输出的电流中的谐波分量就足够小，输入电流只含有功电流，此种控制方式形成了闭环系统，适当调节比例系数值，功率因数就可以无限趋近于1；

自适应模糊比例积分系统是以常规比例积分控制为前提，采用模糊推理思想，将误差和误差变化率作为模糊控制器的两个输入量，通过模糊控制器的输出变量，利用模糊规则对比例积分参数进行实时整定，使比例积分参数最优；模糊控制的基本思想是对2个参数进行实时整定，以满足不同输入误差量和误差变化率，确保被控对象有良好的动、静态性能；首先根据经验值设定、的值，然后通过模糊推理得到修正值、，由经验值和修正值得到最优和；

上式中、为系统的经典比例积分参数，、为模糊推理得到的调整值；实现了对比例积分参数的优化，根据比例积分的控制算式：

式中，为比例系数；为积分系数；

根据参数，对系统输出特性的影响，可得出在不同和参数的整定原则；

当输入量很大时，不管误差趋势如何变化，都应使控制器按最大或最小输出，从而以最大速度减小误差的绝对值；同时为了使积分不饱和，此时应取较小的，其值甚至可以取零和较大；

当输入量和为中等大小时，为减小系统响应的超调量，和的值都不能太大，应该减小、来确保系统的响应速度；

当输入量较小时，说明误差的绝对值向减小的趋势发展或者已达到平衡状态；此时，和的取值不用变化，采取保持控制器输出不变。