[发明专利]一种10kV静止无功发生器的控制方法

说明书

本发明提出了一种针对10kv静止无功发生器的控制方法，通过建立系统的数学模型，基于磁链控制，通过DSP最终实现控制脉冲触发角的控制，达到既能抑制干扰，又能实现良好的静动态性能的效果。

技术领域

本发明涉及10KV静止无功发生器的控制方法。

背景技术

无功功率对供电系统和负荷的运行都十分重要。电力系统为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这可以在相当范围内实现；为了输送无功功率，则要求两端电压又一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。不仅大多数电力系统的网络元件消耗无功功率，大多数的负载也需要消耗无功功率。他们所需要的无功功率必须从网络中的某个地方获得。显然，这些无功功率如果全由发电机提供并经过长距离输送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。

我国电网建设和运行中，长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少。电气化铁路、电弧炉、轧机、矿井提升机等冲击性负荷使得电网无功功率不平衡，将导致系统电压的波动、闪变，严重时会导致用电设备损坏，出现系统电压崩溃和稳定性被破坏事故。因此无功功率补偿对电力系统十分重要。

随着国民经济和工业生产的发展，对于电能质量的要求也愈加严格，如何提高电力系统的可靠性、可控性、快速性等问题得到了人们广泛的关注和研究…。静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)的出现和应用很好的应对了以上这些突出问题，其快速可控的无功补偿能力在稳定系统电压、提高功率因数以及增加传送容量等方面发挥着日益重要的作用，代表了无功补偿技术和设备的发展方向。目前国内对于10kV的低压SVG的研 究尚比较少见，随着大容量电力电子器件的发展和成本的不断降低，10kV SVG拥有广阔的发展前景。

SVG相当于并联在电网上的自换相桥式电路，通过对桥式电路交流侧输出电压的相位或幅值的调节，使电路吸收或发出满足负载需要的无功电流，实现无功补偿的目的。工程中常用的是电压型桥式电路如附图1所示，其交流侧是由六个可控开关构成的三相逆变器，直流侧的电容器起储能作用，三相整流器从交流侧吸收少量的有功电流，以便为电容器充电。SVG的工作不需要外加电源来维持电压。SVG一般只用来对基波无功进行补偿，同时常通过多组逆变器的串联和并联来增大SVG的容量。

目前常用的SVG控制方法主要有间接电流控制和直接电流控制两种。所谓直接电流控制，是指由计算得出交流侧输入电流的指令值，直接对电流值进行的反馈控制，使其跟踪指令电流值。直接电流控制主要采用的比较方式有：滞环和三角波两种。目前多采用的是电流滞环方式，但在开关频率相同的情况下，电流滞环方式容易在输出电流中产生较多的高次谐波。而三角波比较方式是取补偿电流参考值与实际补偿电流的偏差，与三角载波信号比较而生成PWM控制信号的。还有一种传统的控制是根据接入点的电压反馈值，运用传统的PID控制策略来完成控制。或者通过引入线路功率的电力系统稳定器来实现静止无功发生器的控制。这些传统的常规控制策略很难提高系统的稳定性，也难以实现系统对动态性能的要求，不能达到理想的性能指标。

发明内容

针对传统控制方式的问题，本发明提出了一种针对10kv静止无功发生器的控制方法，通过建立系统的数学模型，基于磁链控制，通过DSP最终实现控制脉冲触发角的控制，其包括步骤：

(1)：建立含有静止无功发生器交流输电系统的数学模型；

(2)：建立基于外部因素的静止无功发生器的反馈控制模型；

(3)：采集静止无功发生器直流母线电压和输出交流电流和电网电压；

(4)：将电网电压依次经过低通滤波器和高通滤波器后，建立磁链控制模型；

(5)：通过数字处理器实现静止无功发生器的控制。