CN105449688A - 混合无功补偿系统的解耦控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供混合无功补偿系统的解耦控制系统及方法，包括：依次电连接的无功电流检测电路、矢量解耦控制电路、电流调理电路、无源补偿器和有源补偿器。本发明提高了传统无源电容柜的反应速度；提高了传统无源电容柜的补偿精度；降低了有源模块的成本。

Description

混合无功补偿系统的解耦控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种SVG++(混合无功补偿系统)的解耦控制系统及方法，更具体地说涉及一种基于指定功率因数的混合无功系统的解耦控制系统及方法。

背景技术

随着经济的快速发展，一些中小型企业为了满足增产而增加用电负荷或者负荷使用率，造成了电网电能质量的日益恶化。尤其是小容量电网，冲击性负载所引起的电压波动、三相不平衡危害同电网其他用户的正常用电。因此随着电网用电负荷的逐渐增加,对电能质量的要求越来越高。SVG++(混合无功补偿器)是新一代无功补偿器产品,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,根据系统状态吸收或者发出无功电流,自动补偿系统所需的无功功率。

经对现有技术文献的检索发现，在李云飞所著的《动态无功补偿装置(SVG)在变电站中的应用》(数字技术与应用，2011.9)中，很好的介绍了SVG的基本电器原理、运行情况及其在各领域中的应用前景。但论文中并未涉及到解耦控制方面的内容，由于有功电流与无功电流相互耦合，以及电网的扰动等，使得调节特性变差，不能实现有功分量和无功分量的独立调节。因此可以采用解耦控制策略可以实现高性能的无功电流控制。

发明内容

本发明的目的是提供混合无功补偿系统的解耦控制系统及方法，解决无功补偿中，有源和无源综合补偿的协调控制，更快更准的实现指定功率因素的无功补偿。

本发明提供了如下的技术方案：

混合无功补偿系统的解耦控制系统，包括：依次电连接的电流调理电路、无功电流检测电路、矢量解耦控制电路、无源补偿器和有源补偿器。

所述无功电流检测电路包括电压传感器和霍尔电流传感器，所述电压传感器和霍尔电流传感器与电流调理电路相连接。

所述矢量解耦控制电路包括电流反馈和电网扰动电压。

一种混合无功补偿系统的解耦控制方法，包括如下步骤：

S1、通过混合无功补偿控制器，检测出系统侧的无功电流；

S2、对无功电流大小及方向进行分析；

S3、有源模块先动作补偿；

S4、无源电容器部分在达到设定值时投切，有源模块相应再调整输出。

本发明的有益效果是：解决无功补偿中，有源和无源综合补偿的协调控制，更快更准的实现指定功率因素的无功补偿。同时集成了SRC价格上得优势，同时拥有SVG的快速跟踪和补偿的功能。因此具有很高的实用价值。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一个较佳实施例电路结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开一种混合无功补偿系统的解耦控制系统，包括：依次电连接的电流调理电路、无功电流检测电路、矢量解耦控制电路、无源补偿器和有源补偿器。

所述无功电流检测电路包括电压传感器和霍尔电流传感器，所述电压传感器和霍尔电流传感器与电流调理电路相连接。

所述矢量解耦控制电路包括电流反馈和电网扰动电压。

一种混合无功补偿系统的解耦控制方法，包括如下步骤：

S1、通过混合无功补偿控制器，检测出系统侧的无功电流；

S2、对无功电流大小及方向进行分析；

S3、有源模块先动作补偿；

S4、无源电容器部分在达到设定值时投切，有源模块相应再调整输出。

本发明中无源补偿器SRC和有源无功补偿器SVG启动顺序由其响应时间，快速跟踪决定。

本发明无源补偿器SRC和有源无功补偿器SVG分配由在不过补偿的情况下，尽量多得使用SRC补偿，剩余的无功由SVG补偿，从而达到无源和有源的相结合补偿。

本发明的基本原理是：补偿需要的无功电流，就要使得电网侧的电流信号完全为正弦信号，同时可以指定功率因素进行补偿。所以它需要通过矢量解耦可以实现有功分量和无功分量的解耦控制，使无功功率和有功功率可以分开独立控制，这样才能更好的实现无功补偿的功能。

本实施例,引入电流反馈实现d，q轴上得解耦，同时又引入电网扰动电压进行前馈补偿，实现对d，q轴电流的控制要求。

本发明的电流解耦补偿公式如下：

$U_d=\frac{\sqrt{3}*wL*V_{delta}}{2*K_{IL}*U_{dc}^{*}}*I_{ref\_Q}$

$U_q=\frac{\sqrt{3}*wL*V_{delta}}{2*K_{IL}*U_{dc}^{*}}*I_{ref\_D}$

其中U_d和U_q分别为D,Q轴解耦量，I_{ref_D}和I_{ref_Q}分别给定参考电流经过DQ变换提取到的D,Q分量，L为电感值，V_delta为三角载波峰峰值，为直流电压参考给定值。

电压前馈公式如下：

$U_{\mathrm{Pr}oc}=\frac{\sqrt{3}{V}_{delta}}{2K_{us}*U_{dc}^{*}}*U_{sd}$

其中U_Proc为前馈电压量，U_s为检测到的交流相电压使用已校正过的角度并经过DQ变换提取到的基波值，K_us为交流电压检测比，V_delta为三角载波峰峰值，为直流电压参考给定值。

本发明需要首先在额定容量满足的条件下，启动SVG，然后SRC开始响应并启动，在尽可能多得启动SRC组数的情况下，SVG再次响应剩余无功的大小，并进行必要的补偿。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种混合无功补偿系统的解耦控制系统，其特征在于，包括：依次电连接的电流调理电路、无功电流检测电路、矢量解耦控制电路、无源补偿器和有源补偿器。

2.根据权利要求1所述的混合无功补偿系统的解耦控制系统，其特征在于，所述无功电流检测电路包括电压传感器和霍尔电流传感器，所述电压传感器和霍尔电流传感器与电流调理电路相连接。

3.根据权利要求1所述的混合无功补偿系统的解耦控制系统，其特征在于，所述矢量解耦控制电路包括电流反馈和电网扰动电压。

4.一种混合无功补偿系统的解耦控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过混合无功补偿控制器，检测出系统侧的无功电流；

S2、对无功电流大小及方向进行分析；

S3、有源模块先动作补偿；

S4、无源电容器部分在达到设定值时投切，有源模块相应再调整输出。