[发明专利]一种降压式角型STATCOM及其控制方法

说明书

本发明涉及一种降压式角型STATCOM及其控制方法，在主控制器的输出量上叠加一个对应相的阀侧电压控制器的输出量，作为无功电流的指令值；所述阀侧电压控制器包括上限控制器和下限控制器，将上限控制器的上限参考电压与对应相的线电压作差后进行闭环控制，得到上限闭环控制输出量；将下限控制器的下限参考值与对应相的线电压作差后进行闭环控制，得到下限闭环控制输出量；将上限闭环控制输出量和下限闭环控制输出量相加，作为阀侧电压控制器的输出量。本发明能够实现STATCOM在进行电压、无功等控制的同时，使得阀侧电压稳定在设定的范围内，实现主控制目标与阀侧电压控制目标的自动协调。

技术领域

本发明属于柔性交流输电技术领域，具体涉及一种降压式角型STATCOM及其控制方法。

背景技术

近年来随着电力电子开关技术的进步和现代控制理论应用的日益成熟，无功补偿技术中的静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，STATCOM)逐步兴起。STATCOM具有补偿系统感性和容性无功、提高系统功率因数、改善电能智能、提高电力系统稳定性等多重功能，是柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission Systems，FACTS)的重要成员。

STATCOM一般包含三种主控制策略：电压控制、无功控制和暂态控制。

电压控制采用下垂控制方法，以三相交流电压正序幅值为控制目标时，实现正序控制，电压控制器的输出同时作为三相无功电流指令，如图3所示；以三相交流电压幅值为控制目标时，实现分相控制，电压控制器的输出作为该相无功电流指令，如图4以AB相为例所示。

无功控制以三相总无功功率为控制目标时，无功控制器输出同时作为三相无功电流指令，如图5所示；无功控制以三相无功功率为控制目标时，实现分相控制，无功控制器的输出作为该相无功电流指令，如图6以AB相为例所示。

同电压控制一样，暂态控制也分正序控制和分相控制，控制器输出限幅放开至设备最大暂时性过负荷能力，以实现对电网瞬时性故障期间的最大快速无功支撑。

对于降压式STATCOM，是通过降压变与系统连接，高压大容量变压器通常具有较大的短路阻抗，那么在进行高压侧母线的电压、无功控制时，低压侧母线电压变化范围较大。在现有的控制系统中，其控制目标点往往在降压变高压侧或以上，这样就造成STATCOM阀侧电压处于不控状态。但是，根据系统设计不同，降压变低压侧可能带有站用变、负荷等，维持低压侧电压稳定在设定范围内是设备正常工作的必要条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降压式角型STATCOM及其控制方法，用于解决降压式角型STATCOM以降压变的高压侧为控制点时无法控制阀侧电压的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种降压式角型STATCOM控制方法，在主控制器的输出量上叠加一个对应的阀侧电压控制器的输出量，作为无功电流的指令值；

所述阀侧电压控制器包括上限控制器和下限控制器，将上限控制器的上限参考电压与对应相的线电压作差后进行闭环控制，得到上限闭环控制输出量；将下限控制器的下限参考值与对应相的线电压作差后进行闭环控制，得到下限闭环控制输出量；将上限闭环控制输出量和下限闭环控制输出量相加，作为阀侧电压控制器的输出量。

进一步地，在主控制器的输出量上叠加一个对应的阀侧电压控制器的输出量后，进行电流限幅，将电流限幅后的结果作为无功电流的指令值。

进一步地，将上限闭环控制输出量进行第一限幅后的结果和下限控制输出量进行第二限幅后的结果相加。

进一步地，所述第一限幅的上幅值为0，所述第一限幅的下幅值的约束关系为：