[发明专利]串联电压补偿装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力邻域，更具体地说，是涉及一种串联电压补偿装置的控制方法。

背景技术

串联型电压补偿装置，独立于电网和负载，可应用于一般耗能型负载及能量回馈型负载，当应用于风机的低电压穿越补偿，因其独立于风电机组和接入系统，补偿性能不依赖风机的自身特性，而逐渐受到人们重视。该装置串联于负载和电网之间，当系统发生电压跌落时，装置输出补偿电压，确保负载侧电压稳定，使负载不受系统电压跌落影响，当跌落消失后，能够迅速恢复向系统送出有功电能和无功电能。

串联型电压补偿装置的逆变器控制方法及控制系统的优劣，则直接关系到其功能实现的好坏与装置的安全稳定。对于逆变器的控制算法，最早采用的为模拟PID控制，随着数字处理器的普及，数字PID逐渐被采用，但是由于数字控制中采样、计算延时的影响，控制信号输出滞后一个采样周期，导致系统的稳定性差，同时参数调试复杂。无差拍控制是一种基于电路模型的控制方法，其控制的准确性取决于系统模型估计的准确度，因此系统的鲁棒性较差。重复控制器的动态性能较差，系统的动态响应速度慢，需结合状态反馈控制等方法来提高其动态性能。此外，还有滑模变结构控制，模糊控制等，但由于控制复杂等因素，均处于实验研究阶段。

应用于风机等能量回馈型负载进行电压补偿时的另一个主要问题是装置自身的可靠性问题。不同于一般性耗能负载，风机在低电压发生时，其能量需注入串联补偿装置，如果不对其采取一定控制，则会危及装置的自身安全。目前，对于串联型风机低电压装置研究本身较少，部分文献提出将该部分能量回馈电网，但是对于短时较大的电流冲击，对控制提出了较高的要求，并且使得装置可靠性降低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种串联电压补偿装置的控制方法，该控制方法具有补偿精度高，响应速度快，同时兼具谐波补偿的能力；并且在控制算法上，充分保障了装置的安全稳定运行。特别是，该控制方法采用了基于比例谐振调节器组的双闭环控制策略；并且针对能量回馈型负载在故障期间能量倒灌装置的问题，还提出了一种直流侧电压控制器的设计方法，确保了串联补偿装置自身的安全稳定运行。其中，基波谐振器的使用保证了负载端口电压的精度及稳态性能，针对电网及负载中的典型谐波，通过加入谐波谐振器组，能够有效的抑制了电网及负载扰动对补偿性能的影响。针对直流侧电压的波动，引入了直流电压系数来有效的抑制该波动。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种串联电压补偿装置的控制方法，该控制方法的具体步骤为：

A.通过数据采集单元获得三相系统的参考额定电压、负载侧三相电压以及逆变单元交流侧的滤波电感电流；

B.通过第一误差比较器计算负载侧三相电压与三相系统的参考额定电压之间的差值后，作为比例谐振调节器组的输入；

其中，比例谐振调节器组主要由比例环节、基波谐振器以及谐波谐振器组构成，

所述比例谐振调节器组的数学模型如下，