[发明专利]一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统动态无功补偿领域，尤其涉及一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法。

背景技术

静止同步补偿器STATCOM(Static Synchronous Compensator)是采用全控型开关器件组成的逆变器，与其他的FACTS装置(如SVC)相比，具有响应速度快，运行范围宽等优点。为了减小谐波、提高容量，通常需采用多重化、多电平等技术。通过变压器耦合实现多重化的STATCOM装置会大大增加系统的体积和成本，且损耗较大。而采用H桥级联(“链式结构”)的STATCOM中各个H桥模块相互独立，结构简单，损耗低，在无功补偿领域得到了广泛应用。

理想情况下，H桥级联的STATCOM与系统之间只进行无功交换，无有功交换，直流电容仅起一个电压支撑的作用。但实际的STACOM装置总是存在损耗的，由于各H桥模块的损耗不同，加上触发信号的延迟，会使得各级联模块直流电容上的电压不平衡。特别是当级联STATCOM装置用作风电场的无功补偿时，由于风电的波动性和间歇性，直流电容电压的波动更大。直流电容电压的不平衡，会导致STATCOM装置产生的谐波量增大，调制出来的目标波形失真，所以需采取措施实现各H桥模块的快速均压。

STATCOM装置的均压方法总结起来可以分为两类：一类是增加附加的均压装置；另一类是在STATCOM无功补偿控制器中，加入均压控制算法。增加附加均压装置，虽然简单，但却会增加系统成本和复杂度。而加入均压控制算法不存在上述问题，该类方法采用分层控制的思想，上层实现有功、无功控制，下层实现H桥模块的均压。现有文献提出的均压控制算法基本都需要对每个H桥模块直流侧电容电压进行测量采样，当级联的H桥个数较多时，测量采样的电气量的数目也较多，需配置大量的电压传感器，会增加STATCOM装置的成本和复杂性，影响装置的响应速度。均压控制算法需对每个电容电压进行控制，PI环节较多，参数整定麻烦。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有的均压控制算法需测量采样的电气量较多的问题，提出一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法，减少PI环节数目，提高装置响应速度。

本发明的技术方案是，一种只需采样总电压的级联STATCOM均压方法，其特征是所述分析方法包括下列步骤：

步骤1：获取各相的总输出电压；

步骤2：确定各相的H桥等效数目；

步骤3：调整电压参考值；

步骤4：进行均压控制，生成附加控制量； 

步骤5：生成触发指令，调制出开关信号。

所述的确定各相H桥等效数目，其计算方法是，                                                。表示相的等效H桥数目，表示相的总的输出电压，为直流电容电压参考值，表示对小数进行四舍五入取整。 

所述的调整电压参考值，其方法是，根据计算出来的等效H桥数目，设定均压算法中的参考电压()。

所述的均压控制，其方法是，与()相减得到各相总电压的误差值，经PI环节后，得到相位角的附加控制量()。

本发明提出的STATCOM均压方法，只需采样各相的总输出电压，无需测量每个直流电容两端电压，传感器数目大大减少，装置成本降低，可靠性增加。均压算法只需控制3个总电压，PI环节大大减少，参数整定工作难度降低。

附图说明

图1是STATCOM装置结构图。

图2是只需采样总电压的级联STATCOM均压方法控制框图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图1是STATCOM装置结构图。图1中，STATCOM由N个H桥级联组成， ()为各H桥模块的直流侧电容，直流电容电压的参考值为。STATCOM总的输出电压为，电流。各相的总输出电压为。每相只需配置一个电压传感器，用于测量总的输出电压。

图2是只需采样总电压的级联STATCOM均压方法控制框图。图2中，分别表示A、B、C三相的等效H桥数目，为A、B、C各相直流电容电压的平均值。为三相直流电容电压总平均值，与直流电容参考值相减求取误差，经PI环节得到d轴电流参考值。上层控制根据公式(1)求取出，转化成极坐标，得到幅值和相角。，。表示反正切。