[发明专利]一种基于LADRC的混合型动态无功补偿控制系统

说明书

(一)技术领域：

本发明属于电力系统无功补偿技术领域，特别涉及一种基于LADRC(linear active disturbance rejection control,LADRC-线性自抗扰控制器)的混合型动态无功补偿系统的电流跟踪控制系统。

(二)背景技术：

无功功率的平衡对无功的快速调节具有重要意义,因此被认作电网安全稳定运行的一个重要参考依据。晶闸管投切电容器(Thyristor Switch Capacitor-TSC)作为一种广泛应用的无功补偿方式,其结构简单,成本低。静止同步补偿器(STATCOM)是一种并联型无功补偿的FACTS装置，它能够发出或吸收无功功率，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，由于其具有起动无冲击、调节连续、响应快速、占地面积小等优点，广泛应用于电力工业领域并得到飞速发展。混合无功补偿装置将两者结合，相当于一个可变的无功电流源并联于电网中,其无功电流可以灵活控制，不仅弥补了TSC不能连续投切的问题，还减小了STATCOM的安装容量，在经济和运行两方面得到了优化。STATCOM+TSC混合无功补偿系统，将STATCOM与TSC进行优势互补，在满足补偿要求的情况下，使用低成本的TSC承担大部分的无功功率，STATCOM仅对动态小部分的无功功率进行补偿，消除了TSC补偿级差，降低了装置整体的成本，具有重要的应用价值。针对混合无功补偿系统中动态补偿部分，其控制策略将直接影响着电力系统的动态响应以及是否能够快速、连续地提供无功功率以支撑稳定系统电压的问题。但是一般的混合无功补偿系统中都是采用传统的PID控制器来设计，利用传统PID控制器很难较好地取得精确性和快速性，且随着控制品质的进一步提高，传统PID控制器的缺陷被进一步放大。

(三)发明内容：

本发明目的是针对传统PID控制中的种种不足，同时遵循用误差消除误差的思想，提供一种基于LADRC的混合型动态无功补偿控制系统，自抗扰控制技术能对PID控制缺陷进行弥补。

本发明系统结合高性能数字信号处理器和先进的线性自抗扰控制算法，大大提高了控制精度和效果，能实现补偿电流对指令电流的快速实时跟踪。系统精度高，抗干扰能力强，克服了在冲击性负载及负载突变时静止同步补偿器的抗干扰能力弱的问题，能够快速准确响应，使系统达到稳定。由于综合考虑STATCOM及TSC的特点后，对STATCOM+TSC装置应该采用的整体控制策略是：TSC承担大部分的静态无功功率，而STATCOM主要承担小部分的动态，采用相互独立控制。

本发明的技术方案

一种基于LADRC的混合型动态无功补偿控制系统，是一种适用于混合型动态无功补偿系统的抗扰跟踪控制系统，包括信号调理电路单元、DSP控制单元以及驱动电路单元，所述信号调理电路单元的输出端与DSP控制单元输入端相连，所述DSP控制单元输出端与驱动电路单元的输入端相连；所述信号调理单元依电压互感器和电流互感器对电网的电压和电流进行实时监测，并将电网和逆变器侧需要采集的强电信号转换成弱电信号，然后由信号调理电路单元将采集的三相电压、电流及相位等信号送入DSP控制单元；再由DSP控制单元触发驱动电路单元里的模块输出驱动信号控制相应开关的通断。

一、其中所述DSP控制单元包括：补偿电流检测模块、DSP控制模块和脉冲触发模块。

所述补偿电流检测模块的输入端与信号调理电路单元的输出端连接,其输出端同时与DSP控制模块及脉冲触发模块的输入端连接，所述DSP控制模块及脉冲触发模块的输出端与驱动电路单元的输入端相连。

1、补偿电流检测模块由FPGA检测模块构成，通过瞬时无功功率理论完成谐波分析和无功计算。

2、所述DSP控制模块，包括含有LADRC控制算法的主控制器子单元、A/D采样子单元、外部扩展存储子单元、外部输出接口子单元、通信模块和串行EEPROM+RTC实时时钟等外设；所述补偿电流检测模块的输出端与所述A/D采样子单元输入端相连接，该A/D采样子单元输出端与主控制器子单元相连接；所述主控制器子单元还分别与外部扩展存储子单元和外部输出接口子单元相连接，该外部输出接口子单元的输出端与所述驱动电路单元相连。