[发明专利]一种级联型星形连接STATCOM直流母线相间均压控制方法

权利要求书

1.一种级联星形连接STATCOM直流母线相间均压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

级联STATCOM的主电路每相由N个H桥模块串联而成，三相以星形方式连接，可通过向STATCOM的三相输出电压中叠加负序分量，负序电压可产生负序电流，负序电压与正序电流、负序电流与正序电压分别作用可改变每相的功率流分配，实现三相直流母线相电压均衡；

STATCOM输出电压的正序与负序分量由其输出的调制波正序与负序分量决定，电流环的控制输出为调制波的正序分量，相间均压环控制输出将产生调制波的负序分量；在三相所有直流电压的控制下，可根据STATCOM的A、B两相直流电压与其参考值的偏差，在调制波中直接产生用于相间均压的负序分量，且又不影响其中的正序分量，实现与电流环控制的解耦；然后去除调制波中的零序分量，调制波的零序分量对控制无用且会增加过调制的风险；最后调制波再通过每相内部各模块直流电压均衡控制，得到各模块输出指令电压。

2.根据权利要求1所述的级联星形连接STATCOM直流母线相间均压控制方法，其特征在于：根据STATCOM的A、B两相直流电压与其参考值的偏差，在调制波中直接产生用于相间均压的负序分量，且又不影响其中的正序分量，实现与电流环控制的解耦，步骤如下：

1)检测级联星形连接STATCOM的A、B、C三相所有H桥模块直流侧电压U_dcai、U_dcbi、U_dcci(i＝1，2...N)，得到3N个直流电压值，计算各相N个H桥模块直流电压的和U_dca、U_dcb、U_dcc，并对这3个值求平均，得三相直流侧电压之和的平均值U_dcref；

2)将U_dcref与级联星形连接STATCOM的A相各模块直流电压之和U_dca经过单路减法器相比较，其输出经过单路比例积分调节器调整，单路比例积分调节器输出A相d轴微调量Δd_da；

将U_dcref与级联星形连接STATCOM的B相各模块直流电压之和U_dcb经过单路减法器相比较，其输出经过单路比例积分调节器调整，单路比例积分调节器输出B相d轴微调量Δd_db；

3)分别求取Δd_da与Δd_db的相反数后经过单路加法器，得到C相d轴的微调量Δd_dc；

4)将步骤2)与3)求得的三相d轴微调量Δd_da、Δd_db、Δd_dc分别叠加到电流环控制输出的d轴调制波d_cd上，得到三相新的d轴调制波d_cda、d_cdb、d_cdc；

5)通过锁相环得到电网电压A相的相位及其正弦值sin(wt)与余弦值cos(wt)；

6)将d_cda与电流环控制输出的q轴调制波d_cq经过dq到abc坐标变换后，取A相调制波d_fa输出，其计算表达式如下：

d_fa＝d_cda·cos(ωt)-d_cq·sin(ωt)

将d_cdb与电流环控制输出的q轴调制波d_cq经过dq到abc坐标变换后，取B相调制波d_fb输出，其计算表达式如下：

dfb=dcdb·cos(ωt-23π)-dcq·sin(ωt-23π)]]>

将d_cdc与电流环控制输出的q轴调制波d_cq经过dq到abc坐标变换后，取C相调制波d_fc输出，其计算表达式如下：

dfc=dcdc·cos(ωt+23π)-dcq·sin(ωt+23π)]]>

三相调制波d_fa、d_fb、d_fc相对于电流环的输出，其正序分量没有改变，然而增加了负序分量，该负序分量可以实现相间均压。

3.根据权利要求2所述的级联星形连接STATCOM直流母线相间均压控制方法，其特征在于：所述的三相调制波中零序分量对控制无用且会增加过调制的风险，去除该零序分量的具体实现方式如下：

1)三相调制波中的零序分量为：

df0=dfa+dfb+dfc3]]>

2)去除零序分量用于最终输出的调制波的表达式为：

d_a＝d_fa-d_f0

d_b＝d_fb-d_f0

d_c＝d_fc-d_f0

d_a、d_b、d_c再通过每相内部各模块直流电压均衡控制，得到各模块输出指令电压。