[发明专利]基于LMAT算法的静止同步补偿器的控制方法

权利要求书

1.一种基于LMAT算法的静止同步补偿器的控制方法，其步骤如下：

A、信号采样

静止同步补偿器的数字处理器对电力系统中负载侧的周期性非正弦的三相负载电流信号采样，得到当前时刻n的a相负载电流离散值i_a(n)、b相负载电流离散值i_b(n)和c相负载电流离散值i_c(n)；

数字处理器对电力系统中的三相公共点电压采样，得到当前时刻n的a相公共点电压离散值v_a(n)、b相公共点电压离散值v_b(n)和c相公共点电压离散值v_c(n)；

数字处理器对电力系统中的对电源侧的三相电流信号采样，得到当前时刻n的a相电源电流离散值i_sa(n)，得到当前时刻n的b相电源电流离散值i_sb(n)，得到当前时刻n的c相电源电流离散值i_sc(n)；

数字处理器对逆变器的直流侧的直流母线电压信号采样，得到当前时刻n的直流母线电压离散值V_d(n)；

B、计算单元有功电压和无功电压

B1、静止同步补偿器的数字处理器根据到当前时刻n的公共点电压离散值，计算出电力系统当前时刻n的公共点电压幅值V(n)：

V(n)=23(va(n)2+vb(n)2+vc(n)2)]]>

B2、静止同步补偿器的数字处理器再根据当前时刻n的公共点电压幅值V(n)，计算出当前时刻n的三相公共点电压单元有功分量：

当前时刻n的a相公共点电压单元有功分量u_pa(n)，u_pa(n)＝v_a(n)/V(n)；

当前时刻n的b相公共点电压单元有功分量u_pb(n)，u_pb(n)＝v_b(n)/V(n)；

当前时刻n的c相公共点电压单元有功分量u_pc(n)，u_pc(n)＝v_c(n)/V(n)；

B3、静止同步补偿器的数字处理器计算出当前时刻n的三相公共点电压单元无功分量：

当前时刻n的a相公共点电压单元无功分量u_qa(n)，

当前时刻n的b相公共点电压单元无功分量u_qb(n)，

当前时刻n的c相公共点电压单元无功分量u_qc(n)，

C、三相负载电流有功分量误差的计算：

根据B2步的当前时刻n的a相公共点电压单元有功分量u_pa(n)，得到当前时刻n的a相负载电流有功分量期望值y_a(n)，y_a(n)＝u_pa(n)w_pa(n)；其中w_pa(n)为当前时刻n的a相公共点电压单元有功权值，其初始值为零即w_pa(1)＝0；进而得到当前时刻n的a相负载电流有功分量误差e_pa(n)，e_pa(n)＝i_a(n)-u_pa(n)w_pa(n)；

根据B2步的当前时刻n的b相公共点电压单元有功分量u_pb(n)，得到当前时刻n的b相负载电流有功分量期望值y_b(n)，y_b(n)＝u_pb(n)w_pb(n)；其中w_pb(n)为当前时刻n的b相公共点电压单元有功权值，其初始值为零即w_pb(1)＝0；进而得到当前时刻n的b相负载电流有功分量误差e_pb(n)，e_pb(n)＝i_b(n)-u_pb(n)w_pb(n)；

根据B2步的当前时刻n的c相公共点电压单元有功分量u_pc(n)，得到当前时刻n的c相负载电流有功分量期望值y_c(n)，y_c(n)＝u_pc(n)w_pc(n)；其中w_pc(n)为当前时刻n的c相公共点电压单元有功权值，其初始值为零即w_pc(1)＝0；进而得到当前时刻n的c相负载电流有功分量误差e_pc(n)，e_pc(n)＝i_c(n)-u_pc(n)w_pc(n)；

D、三相负载电流无功分量误差的计算：

根据B3步的当前时刻n的a相公共点电压单元无功分量u_qa(n)，得到当前时刻n的a相负载电流无功分量期望值y_a(n)，y_a(n)＝u_qa(n)w_qa(n)；其中w_qa(n)为当前时刻n的a相公共点电压单元无功权值，其初始值为零即w_qa(1)＝0；进而得到当前时刻n的a相负载电流无功分量误差e_qa(n)，e_qa(n)＝i_a(n)-u_qa(n)w_qa(n)；

根据B3步的当前时刻n的b相公共点电压单元无功分量u_qb(n)，得到当前时刻n的b相负载电流无功分量期望值y_b(n)，y_b(n)＝u_qb(n)w_qa(n)；其中w_qb(n)为当前时刻n的b相公共点电压单元无功权值，其初始值为零即w_qb(1)＝0；进而得到当前时刻n的b相负载电流无功分量误差e_qb(n)，e_qb(n)＝i_b(n)-u_qb(n)w_qb(n)；

根据B3步的当前时刻n的c相公共点电压单元无功分量u_qc(n)，得到当前时刻n的c相负载电流无功分量期望值y_c(n)，y_c(n)＝u_qc(n)w_qc(n)；其中w_qc(n)为当前时刻n的c相公共点电压单元无功权值，其初始值为零即w_qc(1)＝0；进而得到当前时刻n的c相负载电流无功分量误差e_qc(n)，e_qc(n)＝i_c(n)-u_qc(n)w_qc(n)；

E、计算电源的参考电流

E1、三相参考电源电流有功分量的计算

算出公共点当前时刻n的参考电源电流基波平均有功权值w_pavg(n)，w_pavg(n)＝(w_pa(n)+w_pb(n)+w_pc(n))/3

根据当前时刻n的直流母线电压离散值V_d(n)，求出当前时刻n的直流母线电压的误差v_de(n)，其中为设定的直流母线电压的参考值：

将当前时刻n直流母线电压的误差v_de(n)输入PI控制器，得到PI控制器的当前时刻n的输出值w_d(n)；进而得到当前时刻n公共点的参考电源电流的有功权值分量w_p(n)，w_p(n)＝w_pavg(n)+w_d(n)；

算出三相参考电源电流有功分量：

当前时刻n的a相参考电源电流有功分量

当前时刻n的b相参考电源电流有功分量

当前时刻n的c相参考电源电流有功分量

E2、三相参考电源电流无功分量的计算

算出公共点当前时刻n的参考电源电流基波无功平均值w_qavg(n)，w_qavg(n)＝(w_qa(n)+w_qb(n)+w_qc(n))/3

求出当前时刻n的公共点电压的误差v_e(n)，v_e(n)＝V^*-V(n)；其中V_t^*为公共点电压的设定值V_t^*；

将当前时刻n的公共点电压的误差v_e(n)输入公共点电压PI控制器，得到当前时刻n公共点电压PI控制器的输出值w_t(n)；进而得到当前时刻n公共点的参考电源电流的无功权值分量w_q(n)，w_q(n)＝w_t(n)-w_qavg(n)；

求出当前时刻n三相参考电源电流无功分量：

当前时刻n的a相参考电源电流无功分量

当前时刻n的b相参考电源电流无功分量

当前时刻n的c相参考电源电流无功分量

E3、参考电源三相总参考电流的计算：

当前时刻n的a相参考电源总参考电流

当前时刻n的b相参考电源总参考电流

当前时刻n的c相参考电源总参考电流

F、逆变器的控制

将当前时刻n的a相电源电流离散值i_sa(n)，当前时刻n的b相电源电流离散值i_sb(n)，当前时刻n的c相电源电流离散值i_sc(n)，当前时刻n的a相参考电源总参考电流当前时刻n的b相参考电源总参考电流和当前时刻n的c相参考电源总参考电流送入滞环PWM电流控制器，由滞环PWM电流控制器的输出控制信号以控制静止同步补偿器中逆变器的开关器件的通断，其具体控制逻辑为：

如果a相的上开关管打开，下开关管关断；如果a相的上开关管关断，下开关管打开；

如果b相的上开关管打开，下开关管关断；如果b相的上开关管关断，下开关管打开；

如果c相的上开关管打开，下开关管关断；如果c相的上开关管关断，下开关管打开；

其中，h为滞环PWM电流控制器的控制门限值，其取值为0.01；

G、权值的更新

G1、三相公共点电压单元有功权值的更新

由下式得出下一时刻(n+1)的a相公共点电压单元有功权值w_pa(n+1)，

其中，μ为步长、其取值为0.2，sign(·)为符号运算；

由下式得出下一时刻(n+1)的b相公共点电压单元有功权值w_pb(n+1)，

wpb(n+1)=wpb(n)+μepb2(n)sign(epb(n))upb(n);]]>

由下式得出下一时刻(n+1)的c相公共点电压单元有功权值w_pc(n+1)，

G2、三相公共点电压单元有功权值的更新

由下式得出下一时刻(n+1)的a相公共点电压单元无功权值w_qa(n+1)，

其中，μ为步长、其取值为0.2，sign(·)为符号运算。

由下式得出下一时刻(n+1)的b相公共点电压单元无功权值w_qb(n+1)，

由下式得出下一时刻(n+1)的c相公共点电压单元无功权值w_qc(n+1)，

H、令n＝n+1,重复A-G的步骤。