[发明专利]高频零序电压注入链式STATCOM电压波动抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子的无功补偿装置控制方法，特别是一种注入三倍频零序电压的链式星型STATCOM电容电压波动抑制方法。

背景技术

静止同步补偿器(static synchronous compensator，STATCOM)作为一种新型的无功补偿装置，拥有动态补偿效果好、补偿范围大、占地面积小等优点。采用H桥级联的链式拓扑可以方便实现模块化结构，使其输出电平数、装置容量、耐压等级都可以根据实际情况来快速调整，并且增加了装置的冗余度，已经逐渐成为STATCOM的首选拓扑。而星型结构相比于三角型结构，由于其各相之间承受的电压为相电压而不是线电压，故可以采用更少的模块实现相同补偿效果，所以具有更好的应用前景。

由链式星型STATCOM工作性质可知，STATCOM的输出电压基波与补偿电流相位相差接近90°，所以直流侧电容在一个工频周期内充、放电两次，即直流侧电容电压波动频率为工频周期的二倍。电容电压的波动会使链式星型STATCOM输出电流的谐波畸变率增大，影响到装置的补偿效果，也会影响系统带宽。基于策略算法的电容电压平衡控制方法虽然能够调节各H桥单元的有功功率分配，使各H桥单元电容电压平均电压保持平衡，但无法抑制各H桥单元电容电压的二倍频波动。目前还没有抑制链式星型STATCOM直流侧电容电压二倍频波动的相关方法。

发明内容

本发明的目的是要提供一种注入三倍频零序电压的链式星型STATCOM电容电压波动抑制方法，解决链式星型STATCOM直流侧电容电压存在较大幅度的二倍频波动量的问题。能在不增加硬件情况下，通过在原调制信号中注入三倍频零序电压，实现链式星型STATCOM直流侧电容电压二倍频波动抑制的方法。

本发明的目的是这样实现的：高频零序电压注入链式STATCOM电压波动抑制方法共有五个步骤，包括：1、电网电压矢量角的获取；2、补偿电流检测及坐标变换；3、三倍频零序电压幅值的获取；4、三倍频零序电压相角的获取；5、三倍频零序电压注入及PWM信号产生；

步骤一，所述的电网电压矢量角的获取的实现：

步骤1.1采样三相电网电压(e_a、e_b、e_c)，变换到两相静止坐标系下得到e_α、e_β；

步骤1.2将e_α、e_β和电网电压矢量角(θ)，送入两相旋转坐标变换，得到同步旋转坐标系下电网电压的两个直流分量(e_d、e_q)；

步骤1.3将给定量与检测得到的电网电压分量e_q送入软件锁相环(6)，所述的给定量相减后通过PI调节器，再加上角速度314rad/s，通过一个积分器，得到电网电压矢量角(θ)；

步骤二、所述的补偿电流检测及坐标变换的实现：

步骤2.1采样三相补偿电流(i_cα、i_cβ、i_cc)；

步骤2.2将三相补偿电流(i_cα、i_cβ、i_cc)和电网电压矢量角(θ)，送入两相旋转坐标变换，得到同步旋转坐标系下补偿电流的两个直流分量(i_cd、i_cq)；

步骤三、所述的三倍频零序电压幅值的获取实现：

步骤3.1将上级主控制算法(8)得到的三相调制信号(u_ra、u_rb、u_rc)送入三倍频零序电压幅值获得单元(9)，变换到两相静止坐标系下得到u_rα、u_rβ，再用电网电压矢量角(θ)进行两相旋转坐标变换，得到同步旋转坐标系下三相调制信号的两个直流分量(u_rd、u_rq)；

步骤3.2将三相调制信号的两个直流分量(u_rd、u_rq)用式计算，得调制信号幅值(U_r)；