[发明专利]一种链式SVG控制系统及控制方法

说明书

一种链式SVG控制系统及控制方法，该系统包括内环控制部分和外环控制部分，其中内环控制部分由依次连接的AD数据采样模块、内环数据变换模块、电流内环控制模块和前馈计算模块组成，由现场可编程门阵列FPGA进行控制；外环控制部分由外环数据读取模块、与外环数据读取模块连接的外环数据变换模块、与外环数据变换模块连接的外环控制算法模块以及锁相环SPLL模块组成，由数字信号处理器DSP进行控制；内环控制器部分和外环控制器部分采用DSP+FPGA异构多处理器并行控制计算架构；本发明还公开了该系统的控制方法；本发明控制系统中采用内环与外环分离，同时采用DSP+FPGA异构多处理器并行控制，最大限度地提升了系统性能。

技术领域

本发明涉及链式SVG控制技术领域，具体涉及一种链式SVG控制系统及控制方法。

背景技术

随着经济的高速发展，电力系统中的大容量感性负载、电力电子设备、以及大功率非线性负载(如电气化机车、轧机、电弧炉、硅铁炉等)逐渐增多，这些设备对电网的冲击和谐波污染呈不断上升趋势，电网的电能质量问题日益凸显。

静止无功发生器(SVG)作为柔性交流输电技术下的重要装置，是迄今为止性能最优越的静止无功补偿设备受到广泛关注。其中，链式SVG成为研究的热点，因为链式SVG通过多电平技术减少输出谐波、降低开关频率；采用串联结构突破了电子器件的电压限制，从而应用到高压场合；同时易于实现模块化生产和调试，故而链式SVG在智能电网下具有十分广泛的应用前景。

现有SVG的控制器控制能力不足，造成系统动态响应差、电流波形控制能力差谐波畸变率大，不能充分发挥链式SVG多电平的低电流谐波畸变率、高动态响应的性能特点，不利于对无功功率的调节控制，同时导致连接电感值要求较大，使得成本提高，以及增加了设备与系统谐振的几率，降低了可靠性和适用性，因此有必要解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提出一种链式SVG控制系统及控制方法，本发明控制系统中采用内环与外环分离，同时采用DSP+FPGA异构多处理器并行控制，最大限度地提升了系统性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种链式SVG控制系统，包括内环控制部分和外环控制部分，其中内环控制部分由依次连接的AD数据采样模块、内环数据变换模块、电流内环控制模块和前馈计算模块组成，由现场可编程门阵列FPGA进行控制；外环控制部分由外环数据读取模块、与外环数据读取模块连接的外环数据变换模块、与外环数据变换模块连接的外环控制算法模块以及锁相环SPLL模块组成，由数字信号处理器DSP进行控制；内环控制器部分和外环控制器部分采用DSP+FPGA异构多处理器并行控制计算架构。

所述内环控制部分的AD数据采样模块的输入端由采样数据送入数据，AD数据采样模块的输出端与内环数据变换模块的输入端相连接，内环数据变换模块的输出端与电流内环控制模块的输入端相连接，其电流内环控制模块同时接收外环的输出指令，电流内环控制模块的输出端与前馈计算模块的输入端相连接，同时前馈计算模块还接收外环输出的前馈指令，最终前馈计算模块将两部分数据进行计算输出最终的控制指令来控制链式SVG；

所述外环控制部分，外环数据读取模块的输入端与内环控制部分的AD数据采样模块相连接，外环数据读取模块的输出端与外环数据变换模块的输入端相连接，所述外环数据变换模块的输出端分别与锁相环SPLL模块和外环控制算法模块的输入端相连接，同时锁相环SPLL模块的输出端与外环控制算法模块的输入端相连接，外环控制算法模块输出外环指令和前馈指令，所述外环指令送入内环控制部分的电流内环控制模块，所述前馈指令送入内环控制部分的前馈计算模块。

链式SVG控制系统的控制方法，包括内环控制部分和外环控制部分，具体实现步骤如下：

内环控制部分：