[实用新型]一种基于LADRC的电压补偿器

说明书

(一)技术领域

本实用新型属于电力系统无功补偿领域，涉及一种基于LADRC (LinearActiveDisturbanceRejectionControl——线性自抗扰控制) 的电压补偿器。

(二)背景技术

电力工业作为国民经济的支柱产业，是STATCOM广泛应用的领 域。静止同步补偿器在电力系统中可以实现快速平滑地吸收感性和容 性无功功率的目的，它具有起动无冲击、调节连续、响应快速、占地 面积小等优点。

对于普通STATCOM存在输出谐波含量大、开关器件容量及电压 等级受限等问题。作为改进，可以使用级联多电平技术方案，这种方 案通过多电平方法减少了谐波的输出，同时使用级联方式，减小了单 个开关器件承受的电压等级及容量要求，另外形成了易于分别控制的 模块化结构，是比较完美的大容量STATCOM解决方案。

STATCOM的控制策略直接影响着系统的动态响应以及是否能够 快速、连续的提供无功功率支撑以稳定系统电压。目前控制策略多是 传统PID控制，电力系统属于强非线性对象，因而其应用范围将受到 很大限制。作为PID的发展和延伸，自抗扰控制器(ADRC)经过多 年实践证明了其在强非线性和不确定大扰动下仍然具有很好的控制 精度，但同时ADRC技术也面临着控制参数多、调节复杂的问题。为 了便于现场技术人员调试，从而得到广泛的推广，LADRC应运而生， 其使用线性函数代替了ADRC的非线性函数。在取得同样的控制效果 的同时，进一步简化了控制参数，降低了调试的复杂程度。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于LADRC的电压补偿器，它 采用适用于大容量STATCOM的级联七电平逆变器为主电路结构，且 利用高性能的信号处理器(DSP)和灵活的线性自抗扰控制技术以获 得高精度的控制效果，大大提高了系统的快速性和鲁棒性，最大程度 上提高了系统的无功补偿响应速度，保证了电能质量。

本实用新型的技术方案：一种基于LADRC的电压补偿器，其特 征在于它包括主电路模块、DSP控制模块、检测模块、IGBT驱动模 块；其中所述检测模块输入端通过电流互感器(CT)与主电路相连， 采集三相电压、电流、相位信号，其输出端与DSP控制模块相连；所 述DSP控制模块输出端连接IGBT驱动模块输入端；所述IGBT驱动模 块输出端连接主电路模块。

所述主电路模块每相由三个H桥单元串联而成，所述H桥单元由 两个桥臂I、II及一个直流侧电容C并联而成，所述桥臂I由IGBT管T1、 T2与二级管D1、D2分别反并联后串联而成，所述桥臂II由IGBT管T3、 T4与二级管D3、D4分别反并联后串联而成。

所述DSP控制模块由A/D采样单元、主控制器单元、外部接口单 元、外扩存储单元组成。其中所述A/D采样单元输入端与检测模块连 接，输出信号与主控制器单元连接；所述主控制器单元与外部输出接 口单元连接；所述外部输出接口单元与IGBT驱动模块相连；且所述 主控制器单元还与外扩存储单元成呈双向连接。

所述由A/D采样单元采用带有16位A/D转换器采用Σ―ΔA/D 技术的高精度芯片AD7705。

所述主控制器单元采用TI公司生产的32为浮点数字信号处理器 TMS320C28335。

所述外部接口单元采用晶体管输出光电耦合器TLP512。

所述外扩存储单元采用512K，16位的flash存储芯SST39VF800。

所述检测模块由三相网侧电流检测单元、三相负载电流检测单 元、直流侧电压检测单元、相位检测单元组成。所述三相网侧电流检 测单元输入端通过CT与主电路模块相连，输出端与DSP控制模块相 连；所述三相负载电流检测单元输入端通过CT与主电路模块相连， 输出端与DSP控制模块相连；所述直流侧电压检测单元输入端与主电 路模块相连，输出端与DSP控制模块相连；所述相位检测单元通过锁 相环与主电路模块相连，输出端与DSP控制模块相连。

所述IGBT驱动模块由三角波发生单元和比较器单元组成。所述 三角波发生器单元输出端连接比较器单元；所述比较器单元输入端同 时连接DSP控制模块，输出端连接主电路模块。

所述三角波发生器单元采用高频精密函数信号发生器芯片 MAX038。

所述比较器单元采用四路独立的电压比较器芯片LM339。