CN105870925A - 含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路及控制方法，在传统的三相逆变器基础上再增加一组桥臂，将中线电流和三相电流的补偿从相互耦合的关系中分离出来，获得更好的补偿效果，此电路结构提高直流电压利用率，减少直流侧电容容量；逆变器直流端分别并联了超级电容器和铅酸蓄电池，能够更快的平抑负荷有功功率的波动和维持直流侧电压稳定；逆变器静止同步补偿器通过使用基于i _p‑i _q法的无锁相环三相四线制系统正序电压检测方法，在无锁相环的情况下，就可以准确地检测出电压的基波正序分量，并可使用于存在畸变和不对称三相系统中。该方法不仅省去了锁相环电路，简化了电路结构，而且可避免由于电网频率偏移给检测检测电路带来的影响。

Description

含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路及控制方法

技术领域

本发明涉及一种配电网控制技术，特别涉及一种含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路及控制方法。

背景技术

三相不平衡是配电网普遍存在的问题，非线性、不平衡负荷的出现，不仅使电网电压和电流发生畸变，产生大量谐波，而且会引起配电网三相电流不对称，导致配电网中性点电压偏移，使三相电压不对称。另外配电网中感性负载的存在会消耗大量的无功功率，这些无功功率不仅导致线路电压降低，而且增加线路和设备损耗。随着城市配电网负荷峰谷差的增大，负荷功率波动已经成为配电网电能质量的一个重要指标，负荷功率的波动会引起线路电压的不稳定，电压不对称，严重的可能会导致供电中断，这些都会影响到生产效益、生产产品的质量以及用户设备的使用。因此，解决上述问题是改善电能质量的关键。

在实际系统中，三相负载不平衡和无功功率的缺乏往往同时存在，而目前解决的方法是实现系统三相平衡的同时补偿无功功率。目前应用广泛的配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)动态响应速度快，结构紧凑，经济效益显著，并且相对于SVC具有更好的谐波性能；补偿无功功率、稳定公共连接点电压是其基本功能之一，除此之外它还可以补偿由于负载不平衡造成的电网电压电流的不平衡。但是D-STATCOM接入配电网后不具备有功功率调节能力，为了平抑负荷有功功率波动，已有研究学者提出将储能装置加入D-STATCOM实现有功功率调节，不仅可以实现谐波抑制和无功功率的补偿，还可以在必要的情况下平抑负荷波动。

发明内容

本发明是针对解决三相负载不平衡和无功功率补偿同时调节有功功率困难的问题，提出了一种含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路及控制方法，主要用于三相四线制配电网系统，其能够有效的减少谐波，补偿无功功率，并可以实现系统有功功率的调节。

本发明的技术方案为：一种含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路，三相四线制配电网四路输出通过电抗器给负载供电，由超级电容器和铅酸蓄电池组成混合储能系统，超级电容器和铅酸蓄电池分别通过DC/DC电路与逆变器直流侧电容并联，逆变电路的交流测通过电抗器与三相四线制负载连接，逆变器由四组桥臂并联而成，每个桥臂包括两个串连的全控型器件，每个全控型器件反并联的一个二极管，混合储能系统控制器采集逆变器直流侧电压，输出控制超级电容器和铅酸蓄电池的充放功率，平抑负荷波动和稳定逆变器直流侧电压；静止同步补偿器采集电网侧三相交流电压和负载侧三相电流，静止同步补偿器输出中线电流和三相电流的补偿作用于四组桥臂全控型器件控制端上，进行功率补偿。

所述含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路的控制方法，对混合储能系统充放功率和逆变器输出功率分别控制，

其中混合储能系统充放功率控制：

采集直流侧电压实际值V_dc与设定的直流侧电压参考值V_ref，通过PI控制器电压指令转变为电流指令i_ref，并将其作为混合储能系统充放电电流指令，将i_ref通过低通滤波器，得到i_ref的平滑部分i_Lref，将i_ref与i_ref的平滑部分i_Lref相减，得到i_ref的频繁波动部分i_href，铅酸蓄电池承担充放目标值i_ref中的平滑部分i_Lref，超级电容器承担充放目标值i_ref中的频繁波动部分i_href；

逆变器输出功率控制：

静止同步补偿器采集电网侧三相交流电压和负载侧三相电流，经过电网侧电压正序分量检测、负载侧零序电流解耦、和负载侧谐波、无功电流检测以及负荷电流有功基波分量检测，对逆变器四组桥臂全控型器件进行控制，抑制谐波、无功补偿及平抑负荷有功功率波动。

所述含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路的控制方法，静止同步补偿器对配电网所需有功、无功以及谐波补偿电流的计算，控制算法的具体步骤如下：

1)电网侧电压正序分量检测电路采集电网输出侧三相电压，经过计算得到电网侧电压的正序分量，将该正序分量送入锁相环，得到与电网基波正序分量的相位：

电网侧电压的正序分量为：

其中为三相电压在旋转直角坐标系中的p轴和q轴分量通过低通滤波器得到直流分量U11为电网侧基波电压有效值的正序分量，ω为电压角频率，ω₀为电压频率为50HZ时的角频率，为基波的初相位；

2)负载侧零序电流解耦电路采集负载侧三相电流，将各相负载电流i_La、i_Lb、i_Lc减去各自的零序电流i_La0、i_Lb0、i_Lc0，即可得到各相与零序电流解耦后的负载电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc，

$i_{La0}=i_{Lb0}=i_{Lc0}=\frac{i_{La}+i_{Lb}+i_{Lc}}{3}$

i′_La＝i_La-i_La0

i′_Lb＝i_Lb-i_Lb0

i′_Lc＝i_Lc-i_Lc0

3)将步骤2)得到的经过零序电流解耦之后的A相、B相、C相的负载电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc，送入负载侧谐波和无功电流检测电路，再将步骤1)得到的电网电压基波正序相位，通过正弦和余弦发生电路送入矩阵C_2s/2r和矩阵C_2r/2s，然后将由步骤2)得到的零序电流解耦后的负载电流变换到旋转dq坐标系中，通过无锁相环i_p-i_q法，得到所需的负载侧的无功和谐波电流；

4)配电网负载有功功率的补偿值计算：假设某时刻电网调度中心分配给某条配电网输出线路的有功功率为P_grid，某时刻配电网有功负荷为P_Load，当负载变化，导致P_grid≠P_Load时，由三相四线制含混合储能的静止无功补偿系统来补偿这部分突变功率，故系统有功功率补偿值为：P_ref＝P_grid-P_Load，P_D-STATCOM为补偿装置输出的有功功率，P_ref为参考输出功率，送入PI控制模块，将有功功率补偿值P_ref转换为有功电流补偿值与pq坐标系中的基波有功电流i′_Lp相减后，得到大电网所需要输送的基波有功电流i″_Lp，再经过PARK反变换后，即得到大电网输送的三相电流值i″_La1、i″_Lb1、i″_Lc1，与经过零序电流解耦后的三相电流相减，即可得含混合储能的静止无功补偿系统a、b、c三相补偿电流参考值同时可得零线补偿电流其计算过程如下式所示：

$i_0^{*}=i_{La}+i_{Lb}+i_{Lc}.$

本发明的有益效果在于：本发明含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路及控制方法，电路结构具有较高的直流电压利用率，减少直流侧电容容量；能够平抑负荷有功功率的波动，同时可以维持直流侧电压稳定；该方法不仅省去了锁相环电路，简化了电路结构，而且可以避免由于电网频率偏移给检测检测电路带来的影响。

附图说明

图1为本发明配电网静止同步补偿器的三相四线制配电网系统结构图；

图2为本发明基于i_p-i_q法的无锁相环三相四线制系统谐波正序电压检测法原理图；

图3为本发明基于改进的i_p-i_q谐波电流检测法原理框图；

图4为本发明有功电流补偿值计算原理框图；

图5为本发明混合储能系统协调控制方法原理图。

具体实施方式

本发明所提出的适用于三相四线制配电网系统的含混合储能四桥臂D-STATCOM电路结构及其控制电路在实际的应用过程当中，其电路结构如图1所示，主要包括混合储能装置、四桥臂逆变电路和交流滤波电路三个部分：

1、混合储能系统：由超级电容器C2和铅酸蓄电池的混合组成，它们分别通过DC/DC电路与逆变器直流侧电容并联，超级电容器具有功率大，容量小，循环寿命长，响应速度快等特点，能够承担充放电的频繁波动部分。铅酸蓄电池具有容量大，功率密度小，循环寿命短等特点，由它承担充放电的平滑部分。利用这两者的充放电特性不仅能够更快的平抑负荷波动，同时起到支撑直流侧电压V_dc的稳定。

2、四桥臂全桥逆变电路：整个逆变电路接在混合储能装置和电抗器L₂之间，通过控制逆变电路中8个全控型器件(如GTO、IGCT、IEGT等)的开通与关断，控制逆变电路各相输出电流。电路由四组桥臂并联而成，G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇、G₈为全控型器件，D₁、D₂、D₃、D₄、D_s、D₆、D₇、D₈为与相应可关断器件反并联的二极管，这8个二极管作为负载向直流侧反馈能量的通道，同时起着使负载电流连续的作用。

3、电抗器和电阻：电抗器接在逆变电路的交流测，通过电抗器与三相四线制负载连接，主要功能是用于限制电流，防止逆变器故障或系统故障时产生过大的电流。

本发明提出的含混合储能的三相四线制D-STATCOM在配电网中的主要作用是抑制谐波、无功补偿及平抑负荷有功功率波动，这些功能主要是通过谐波、零序、无功以及有功电流检测电路实现，谐波、零序、无功以及有功电流检测单元又细分为电网侧电压正序分量检测、负载侧零序电流解耦、负载侧谐波、无功电流检测以及负荷电流有功基波分量检测这四个部分，整个控制具体的算法流程主要包括以下步骤：

步骤1、该步骤是提取电网侧电压的正序分量，采用了基于i_p-i_q法的无锁相环三相四线制系统谐波正序电压检测方法，如图2所示，U_sa、U_sb、U_sc分别是电网侧三相交流电压，即A相、B相、C相电压，由于实际配电网系统中会出现三相电压不对称或者产生畸变，因此将三相电压分解成正序、负序、零序分量，如下式(1)所示，表示的是U_sa、U_sb、U_sc三相电压，公式中第一位下标1表示正序，2表示负序，0表示零序，第二位下标n表示第n次谐波，表示n次谐波的初相位，表示零序序n次谐波的初相位，表示正序n次谐波的初相位，表示负序n次谐波的初相位。

由于我国的电网频率f为50Hz，ω＝2πf，因此可得ω₀＝314rad/s，将ω₀代入C_2s/2r和C_2r/2s中，因此电网侧电压U_sa、U_sb、U_sc经过abc-dq变换可得旋转坐标系中的d轴分量和q轴分量U′_d、U′_q，如下式(2)所示：

在上式中

$C_0=C_{2s/2r}=\left[\begin{array}{cc}\cos \left(w_{0}t\right)& \sin \left(w_{0}t\right)\\ -\sin \left(w_{0}t\right)& \cos \left(w_{0}t\right)\end{array}\right]---\left(3\right)$

$C_{32}=\sqrt{2/3}\left[\begin{array}{ccc}1& -1/2& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& -\sqrt{3}/2\\ \sqrt{1/2}& \sqrt{1/2}& \sqrt{1/2}\end{array}\right]---\left(4\right)$

为求电网基波正序分量，将U′_d、U′_q经过低通滤波器LPF可得直流分量如下式(5)：

将上式(5)进行pq-abc坐标变换可得出基波正序分量，如下式(6)：

上式中，

$C_0^{,}=\left[\begin{array}{cc}\cos \left(w_{0}t\right)& -\sin \left(w_{0}t\right)\\ \sin \left(w_{0}t\right)& \cos \left(w_{0}t\right)\end{array}\right]---\left(7\right)$

$C_{23}=C_{2r/2s}=\sqrt{2/3}\left[\begin{array}{ccc}1& 0& \sqrt{1/2}\\ -1/2& \sqrt{3}/2& \sqrt{1/2}\\ -1/2& -\sqrt{3}/2& \sqrt{1/2}\end{array}\right]---\left(8\right)$

由上述(1)-(8)式可求出基波正序分量U_a1f、U_b1f、U_c1f，将这三个量送入锁相环PLL即可得到与电网基波正序分量的相位。

步骤2、该步骤将负载侧电流的零序电流解耦，首先采集负载测三相电流i_La、i_Lb、i_Lc，因为在三相配电网中，负载电流的正序和负序都是三相平衡、对称的，零序电流相等，根据这一原则，将各相负载电流i_La、i_Lb、i_Lc减去各自的零序电流i_La0、i_Lb0、i_Lc0，即可得到各相与零序电流解耦后的负载电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc，

$i_{La0}=i_{Lb0}=i_{Lc0}=\frac{i_{La}+i_{Lb}+i_{Lc}}{3}---\left(9\right)$

$\begin{array}{c}{i^{\′}}_{La}=i_{La}-i_{La0}\\ {i^{\′}}_{Lb}=i_{Lb}-i_{Lb0}\\ {i^{\′}}_{Lc}=i_{Lc}-i_{Lc0}\end{array}---\left(10\right)$

步骤3、该步骤求取负载侧的谐波和无功电流，如图3所示，采用的是i_p-i_q谐波电流检测方法，首先将由步骤2得到的零序电流解耦过的A相、B相、C相的负载电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc送入该检测单元，可得到三相四线制配电网中的谐波和无功电流。

将由步骤1得到的电网电压基波正序相位，通过正弦、余弦发生电路代入矩阵C_2s/2r和矩阵C_2r/2s，然后将由步骤2得到的零序电流解耦过的负载电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc经过abc-dq变换得到电流分量i_p、i_q，其中i_p记作瞬时有功电流，它的方向和电网电压合成矢量相同。i_q记作瞬时无功电流，它的方向与电网电压合成矢量垂直。因为已经将零序电流剔除，所以不存在0轴电流。又因为有害电流主要包括谐波、无功电流，故在检测时断开瞬时无功电流i_q即将它置0，同时将i_p通过低通滤波器LPF，得到直流分量再经过式(12)进行pq-abc逆变换计算得到负荷电流的基波有功分量i_af、i_bf、i_cf，与零序电流解耦过的负载电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc相减即可得到含谐波和无功电流的总和，分别作为逆变器三相参考指令电流最后，将由式(10)得到的各相零序电流求和后取反，即得到中性线指令电流如式(13)所示。

$\left[\begin{array}{c}{i}_p\\ i_q\end{array}\right]=C_{abc/pq0}\left[\begin{array}{c}{i^{\′}}_{La}\\ {i^{\′}}_{Lb}\\ {i^{\′}}_{Lc}\end{array}\right]=C_{2s/2c}{C}_{32}\left[\begin{array}{c}{i^{\′}}_{La}\\ {i^{\′}}_{Lb}\\ {i^{\′}}_{Lc}\end{array}\right]---\left(11\right)$

$\left[\begin{array}{c}{i}_{af}\\ i_{bf}\\ i_{cf}\end{array}\right]=C_{pq/abc}\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{i_p}\\ 0\end{array}\right]=C_{23}{C}_{2r/2s}\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{i_p}\\ 0\end{array}\right]---\left(12\right)$

$\begin{array}{c}{i}_a^{*}={i^{\′}}_{La}-i_{af}\\ i_b^{*}={i^{\′}}_{Lb}-i_{bf}\\ i_c^{*}={i^{\′}}_{Lc}-i_{cf}\end{array}---\left(13\right)$

步骤4、该步骤计算负载有功功率的补偿值，原理图如图4所示，该检测单元采用的是改进的无锁相环i_p-i_q补偿电流检测方法计算补偿电流。具体步骤如下：首先计算三相负载电流基波有功直流分量i′_Lp，该值就是步骤3中所得的直流分量方法在步骤3中已经列出。然后根据有功功率的缺额计算出三相补偿电流，假设某时刻电网调度中心分配给某条配电网输出线路的有功功率为P_grid，某时刻配电网有功负荷为P_Load，当负载变化，导致P_grid≠P_Load时，由三相四线制含混合储能的静止无功补偿系统来补偿这部分突变功率，故系统有功功率补偿值为：P_ref＝P_grid-P_Load。如图4所示，P_D-STATCOM为补偿装置输出的有功功率，P_ref为参考输出功率，为了实现无差调节，使用PI控制模块，将有功功率补偿值P_ref转换为有功电流补偿值

将有功电流补偿值与上述得到的pq坐标系中的基波有功电流i′_Lp相减后，得到大电网所需要输送的基波有功电流i″_Lp，经过PARK反变换，即得到大电网输送的三相电流值i″_La1、i″_Lb1、i″_Lc1，与经过零序电流解耦后的三相电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc相减，即可得含混合储能的静止无功补偿系统a、b、c三相补偿电流参考值同时可得零线补偿电流其计算过程如式(15)(16)所示。

$\left[\begin{array}{c}{i}_{La1}^{\′\′}\\ i_{Lb1}^{\′\′}\\ i_{Lc1}^{\′\′}\end{array}\right]=C_{pq/abc}\left[\begin{array}{c}{i}_{Lp}^{\′\′}\\ 0\end{array}\right]=C_{23}{C}_{2r/2s}\left[\begin{array}{c}{i}_{Lp}^{\′\′}\\ 0\end{array}\right]---\left(14\right)$

$\begin{array}{c}{i}_{Da}^{*}={i^{\′}}_{La}-i_{La1}^{\′\′}\\ i_{Db}^{*}={i^{\′}}_{Lb}-i_{Lb1}^{\′\′}\\ i_{Dc}^{*}={i^{\′}}_{Lc}-i_{Lc1}^{\′\′}\end{array}---\left(15\right)$

步骤5、该步骤针对超级电容器和铅酸蓄电池的充放电特性，制定合理的协调控制方法，实现整个储能系统充放电指令跟踪误差最小。混合储能系统结构图如图1所示，铅酸蓄电池和超级电容器分别通过DC/DC电路与逆变器直流侧电容并联，这样可以通过分别对DC/DC的控制，达到分别控制铅酸蓄电池和超级电容器的目的。协调控制方法原理图如图5所示，该发明并没有直接控制混合储能系统的充放功率，而是将逆变器输出功率与混合储能输出功率进行分开控制，逆变器向配电网输送功率时，会导致直流侧电容电压变化。混合储能系统通过对电容进行充放电，稳定直流侧电容电压，从而间接实现混合储能系统对电网的充放电。

设V_ref为直流侧电压参考值，V_de为直流侧电压实际值，通过PI控制器来稳定直流电压的恒定，经过PI控制器，电压指令转变为电流指令i_ref，并将其作为混合储能系统充放电电流指令。将i_ref通过低通滤波器，得到i_ref的平滑部分i_ref，将i_ref与i_ref的平滑部分i_Lref相减，得到i_ref的频繁波动部分i_href，由于铅蓄电池具有容量大，功率密度小，循环寿命短等特点，由它承担充放目标值i_ref中的平滑部分，即图中的i_Lref。超级电容器具有功率大，容量小，循环寿命长，响应速度快等特点，由它承担充放目标值i_ref中的频繁波动部分，即图中的i_href。

本发明提出的适用于三相四线制配电网系统的含混合储能四桥臂D-STATCOM是在传统的三相逆变器基础上再增加一组桥臂，将中线电流的补偿和三相电流的补偿从相互耦合的关系中分离出来，获得更好的补偿效果，而且该电路结构提高了直流电压利用率，减少直流侧电容容量；本发明提出的适用于三相四线制配电网系统的含混合储能四桥臂D-STATCOM的一端并联了混合储能系统，如超级电容器和铅酸蓄电池，这两者的结合能够更快的平抑负荷有功功率的波动，同时可以维持直流侧电压稳定；本发明所提出的适用于三相四线制配电网系统的含混合储能四桥臂D-STATCOM，通过使用基于i_p-i_q法的无锁相环三相四线制系统正序电压检测方法，在无锁相环的情况下，就可以准确地检测出电压的基波正序分量，并可使用于存在畸变和不对称三相系统中。该方法不仅省去了锁相环电路，简化了电路结构，而且可以避免由于电网频率偏移给检测检测电路带来的影响。

Claims (3)

1.一种含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路，其特征在于，三相四线制配电网四路输出通过电抗器给负载供电，由超级电容器和铅酸蓄电池组成混合储能系统，超级电容器和铅酸蓄电池分别通过DC/DC电路与逆变器直流侧电容并联，逆变电路的交流测通过电抗器与三相四线制负载连接，逆变器由四组桥臂并联而成，每个桥臂包括两个串连的全控型器件，每个全控型器件反并联的一个二极管，混合储能系统控制器采集逆变器直流侧电压，输出控制超级电容器和铅酸蓄电池的充放功率，平抑负荷波动和稳定逆变器直流侧电压；静止同步补偿器采集电网侧三相交流电压和负载侧三相电流，静止同步补偿器输出中线电流和三相电流的补偿作用于四组桥臂全控型器件控制端上，进行功率补偿。

2.根据权利要求1所述含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路的控制方法，其特征在于，对混合储能系统充放功率和逆变器输出功率分别控制，

其中混合储能系统充放功率控制：

采集直流侧电压实际值V_dc与设定的直流侧电压参考值V_ref，通过PI控制器电压指令转变为电流指令i_ref，并将其作为混合储能系统充放电电流指令，将i_ref通过低通滤波器，得到i_ref的平滑部分i_Lref，将i_ref与i_ref的平滑部分i_Lref相减，得到i_ref的频繁波动部分i_href，铅酸蓄电池承担充放目标值i_ref中的平滑部分i_Lref，超级电容器承担充放目标值i_ref中的频繁波动部分i_href；

逆变器输出功率控制：

静止同步补偿器采集电网侧三相交流电压和负载侧三相电流，经过电网侧电压正序分量检测、负载侧零序电流解耦、和负载侧谐波、无功电流检测以及负荷电流有功基波分量检测，对逆变器四组桥臂全控型器件进行控制，抑制谐波、无功补偿及平抑负荷有功功率波动。

3.根据权利要求2所述含混合储能的三相四线制静止同步补偿器电路的控制方法，其特征在于，静止同步补偿器对配电网所需有功、无功以及谐波补偿电流的计算，控制算法的具体步骤如下：

1)电网侧电压正序分量检测电路采集电网输出侧三相电压，经过计算得到电网侧电压的正序分量，将该正序分量送入锁相环，得到与电网基波正序分量的相位：

电网侧电压的正序分量为：

其中为三相电压在旋转直角坐标系中的p轴和q轴分量通过低通滤波器得到直流分量U11为电网侧基波电压有效值的正序分量，ω为电压角频率，ω₀为电压频率为50HZ时的角频率，为基波的初相位；

2)负载侧零序电流解耦电路采集负载侧三相电流，将各相负载电流i_La、i_Lb、i_Lc减去各自的零序电流i_La0、i_Lb0、i_Lc0，即可得到各相与零序电流解耦后的负载电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc，

$i_{La0}=i_{Lb0}=i_{Lc0}=\frac{i_{La}+i_{Lb}+i_{Lc}}{3}$

i′_La＝i_La-l_La0

i′_Lb＝i_Lb-i_Lb0

i′_Lc＝i_Lc-i_Lc0

3)将步骤2)得到的经过零序电流解耦之后的A相、B相、C相的负载电流i′_La、i′_Lb、i′_Lc，送入负载侧谐波和无功电流检测电路，再将步骤1)得到的电网电压基波正序相位，通过正弦和余弦发生电路送入矩阵C_2s/2r和矩阵C_2r/2s，然后将由步骤2)得到的零序电流解耦后的负载电流变换到旋转dq坐标系中，通过无锁相环i_p-i_q法，得到所需的负载侧的无功和谐波电流；

4)配电网负载有功功率的补偿值计算：假设某时刻电网调度中心分配给某条配电网输出线路的有功功率为P_grid，某时刻配电网有功负荷为P_Load，当负载变化，导致P_grid≠P_Load时，由三相四线制含混合储能的静止无功补偿系统来补偿这部分突变功率，故系统有功功率补偿值为：P_ref＝P_grid-P_Load，P_D-STATC0M为补偿装置输出的有功功率，P_ref为参考输出功率，送入PI控制模块，将有功功率补偿值P_ref转换为有功电流补偿值与pq坐标系中的基波有功电流i′_Lp相减后，得到大电网所需要输送的基波有功电流i″_LP，再经过PARK反变换后，即得到大电网输送的三相电流值i″_La1、i″_Lb1、i″_Lc1，与经过零序电流解耦后的三相电流相减，即可得含混合储能的静止无功补偿系统a、b、c三相补偿电流参考值同时可得零线补偿电流其计算过程如下式所示：