[发明专利]一种STATCOM最小启动电压试验装置及方法

权利要求书

1.一种STATCOM最小启动电压试验装置，其特征在于，包括试品阀、陪试阀、断路器CB01、交流试验电源P1、预充电电阻R1、隔离刀闸QS1、负载电抗器L1、补能电源Ud1；试品阀和陪试阀均由多个IGBT功率单元串接而成；

试品阀通过负载电抗器L1和断路器CB01与陪试阀构成回路，交流试验电源P1依次串联隔离刀闸QS1和预充电电阻R1后并联在陪试阀两端，补能电源Ud1连接在陪试阀的任意一个功率单元的直流侧。

2.权利要求1所述的一种STATCOM最小启动电压试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下：

步骤一、隔离刀闸QS1合闸后，由交流试验电源P1对陪试阀进行缓慢预充电，当陪试阀内功率单元电容电压上升到目标值后，断开预充电回路；

步骤二、预充电结束后，隔离刀闸QS1分闸，预充电源P1与试验回路断开，补能电源Ud1接通补能功率单元，提供陪试阀阀段解锁运行所需的有功功耗；

步骤三、断路器CB01闭合，陪试阀开环发波，输出交流电压流入试品阀，对试品阀内的功率单元进行充电；

步骤四、当试品阀内的单元电压上升到最小工作电压后，顺控逻辑解锁试品阀内功率单元，通过控制试品阀交流侧输出电压幅值和相位，进而对阀段间电流进行控制。

3.权利要求1所述的一种STATCOM最小启动电压试验装置的试验控制方法，其特征在于，包括如下：

1)采用陪试阀段电容电压平均值UdcB_Fbk(1..n-1)作为试品阀段电容电压PI调节器的参考值，因此，试品阀段总的电容电压会跟随陪试阀段电容电压从初始值升高到试验最终目标电压，试品阀段电容电压PI调节器输出后得到功电流参考值Id，Id与控制器内部模拟的电网电压有功相位cosθ相乘，得到交流有功电流指令；无功电流参考值Iq与控制器内部模拟的电网电压无功相位sinθ相乘后，得到交流无功电流指令；交流有功电流指令和交流无功电流指令相加后，得到试品阀内功率单元桥臂电流给定指令Ia_Ref为了方便控制参数调整，对试品阀内功率单元桥臂实际电流反馈值Ia_Fbk也做了标幺化处理Ia_rated为试品阀额定电流峰值；

2)采用准PR调节器对试品阀内的桥臂电流做闭环控制，其输出部分作为试品阀阀段间环流在负载电抗器上形成的电压变化量ΔU_L；

3)试品阀段两端瞬时前馈ΔU_G由两部分组成：陪试阀内补能电源连接的功率单元交流侧输出电压调制波S_ModeC和陪试阀内其它功率单元交流侧输出电压调制波S_ModeB之和；由于控制算法均采用标幺化处理方法，所以S_ModeB的占比为S_ModeC的占比为由于补能电源连接的功率单元电压是所有单元电压的控制目标值，所以试品阀电容电压均值UdcA_Fbk和陪试阀电容电压均值UdcB_Fbk(1..n-1)均需要对UdcB_Fbkn进行标幺化；ΔU_G与调制度M、试品阀电容电压均值标幺值相乘后，并与ΔU_L相加即可得到试品阀的期望电压调制波S_ModeA，下发给每个功率单元调制使用。

4.根据权利要求3所述的一种STATCOM最小启动电压试验装置的试验控制方法，其特征在于，所述的陪试阀内其它功率单元交流侧输出电压调制波S_ModeB由调制度M与电网电压有功相位cosθ乘积，并与陪试阀电容电压平均值标幺值相乘得到。

5.根据权利要求3所述的一种STATCOM最小启动电压试验装置的试验控制方法，其特征在于，所述的陪试阀内补能电源连接的功率单元交流侧输出电压调制波S_ModeC需要考虑整体功率单元的功率损耗补偿，因此，除了调制度M与电网电压有功相位cosθ乘积之外，还需加上试品阀的有功损耗部分ΔU_P；试品阀电流给定指令Ia_Ref通过SOGI传递函数后，得到其自身相位由于陪试阀内补能电源连接的功率单元的电容电压是其他单元的目标电压，所以试品阀电容电压平衡控制PI调节器的输入参考为1,反馈值为试品阀电容电压均值UdcA_Fbk的标幺值，此PI调节器的输出与试品阀指令电流相位相反方向乘积后，得到有功损耗补偿部分ΔU_P。