CN109217342B - 负载不对称校正控制方法、静止无功发生器及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种负载不对称校正控制方法、级联型静止无功发生器以及存储介质，所述方法包括：将负载电流投影到正负序旋转坐标系，得到正负序无功电流分量并根据所述正负序无功电流分量得到正负序无功电流指令；实时计算电网电压不平衡度；在所述电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流。本申请在电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流；在SVG能力范围内有效校正负载不对称，达到使SVG接入点电网电流平衡的目的。

Description

负载不对称校正控制方法、静止无功发生器及存储介质
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种负载不对称校正控制方法、级联型静止无功发生器以及存储介质。
背景技术
风电、光伏等新能源，具备无污染、无碳排放、可重复利用等优点，得到了广泛的开发利用。但是新能源具有输出功率不平稳和电能质量差等缺点，可能造成严重的电网电压波动。为了稳定电压，必须在新能源电站中投入容量合适的无功补偿装置。
级联型SVG(Static Var Generator，静止无功发生器)相较于FC、SVC等传统无功补偿装置，具有正/负无功补偿、无级调节、动态响应快等特点，可有效解决风电、太阳能等清洁能源接入电网时的电压稳定性问题。级联型SVG一般无需前级变压器，且采用星形拓扑结构时功率模块级联数目少，有利于控制产品成本，在10kV和35kV电压等级的电网系统中有着广泛的应用。
电网不平衡大部分情况下由负载不对称引起，因此站在电网端口的角度，不仅需要SVG补偿负载的正序无功，还需补偿由负载不对称引起的负序分量以达到SVG接入点电网电流平衡的目的。但是按照这种需求工作的SVG易导致功率单元直流母线电压过压或欠压，很难长时间稳定工作。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种负载不对称校正控制方法、级联型静止无功发生器以及存储介质，以解决如何实现SVG接入点电网电流平衡的问题。
本申请解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
根据本申请的一个方面，提供的一种负载不对称校正控制方法，该方法用于级联型静止无功发生器，所述方法包括：
将负载电流投影到正负序旋转坐标系，得到正负序无功电流分量并根据所述正负序无功电流分量得到正负序无功电流指令；
实时计算电网电压不平衡度；
在所述电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流。
根据本申请的一个方面，提供的一种级联型静止无功发生器，所述级联型静止无功发生器包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的负载不对称校正控制程序，所述负载不对称校正控制程序被所述处理器执行时用于实现所述的负载不对称校正控制方法的步骤。
根据本申请的一个方面，提供的一种存储介质，所述存储介质上存储有负载不对称校正控制程序，所述负载不对称校正控制程序被所述处理器执行时用于实现所述的负载不对称校正控制方法的步骤。
本申请实施例的负载不对称校正控制方法、级联型静止无功发生器以及存储介质，在电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流；在SVG能力范围内有效校正负载不对称，达到使SVG接入点电网电流平衡的目的。
附图说明
图1为本申请第一实施例的负载不对称校正控制方法流程示意图；
图2为本申请实施例的负载不对称校正控制过程示意图；
图3为本申请第二实施例的级联型静止无功发生器结构示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
第一实施例
如图1所示，本申请第一实施例提供一种负载不对称校正控制方法，该方法用于级联型静止无功发生器。所述方法包括：
步骤S11、将负载电流投影到正负序旋转坐标系，得到正负序无功电流分量并根据所述正负序无功电流分量得到正负序无功电流指令。
在本实施例中，所述将负载电流投影到正负序旋转坐标系，得到正负序无功电流分量，包括：
将负载电流投影到正负序旋转坐标系，经过滤波器处理得到正负序无功电流分量。
具体地，可将负载电流采样依次投影到正负序旋转坐标系，经滤波环节处理，获得正负序旋转坐标系下正负序无功电流分量Iq+、Iq-，进而得到SVG正负序无功电流指令-Iq+、-Iq-。
步骤S12、实时计算电网电压不平衡度。
步骤S13、在所述电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流。
在本实施例中，所述设定值小于等于5％。
在本实施例中，当电网电压不平衡度小于设定值ε且负载不对称校正功能被激活的情况下，SVG通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流。否则SVG将采用其他方法应对负载不对称的工况。
在一种实施方式中，所述通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流，之后还包括：
在所述负序无功电流指令幅值不满足限定值要求的情况下，对所述负序无功电流指令进行限幅处理。
在该实施方式中，所述对所述负序无功电流指令进行限幅处理，包括：
在
Figure BDA0001869684510000031
的情况下，保持所述负序无功电流指令不变；
在
Figure BDA0001869684510000041
的情况下，将所述负序无功电流指令限幅在
Figure BDA0001869684510000042
其中Iq+为正序无功电流分量，Iq-为负序无功电流分量，k(k>1)是级联型静止无功发生器各相直流母线电压设定值之和与电网额定电压峰值的比值。k表示SVG单相输出电压峰值能力，单位为pu。
在一种实施方式中，所述通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流，之后还包括：
在所述负序无功电流指令幅值满足限定值要求的情况下，通过零序电压均衡各相功率单元直流母线电压。
在该实施方式中，所述零序电压通过以下公式计算：
Figure BDA0001869684510000043
其中Vref0为零序电压，V+为PCC(Point CommonCoupling,公共连接点)点锁相电压幅值，零序电压与PCC点锁相电压同相或反向。
在该实施方式中，SVG通过输出一定相位和幅值的零序电压来均衡各相功率单元直流母线电压，保证负载不对称的工况下SVG的稳定工作，避免出现功率单元直流母线电压过压或欠压故障。
在另一种实施方式中，所述通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流，之后还包括：
向电网输出补偿的负载正负序无功电流。
为了更好地理解本实施例，以下对SVG补偿能力和各相直流母线电压均衡的零序电压计算的理论分析过程进行说明：
a)、假设电网电压三相不平衡，SVG补偿负载正、负序无功电流，SVG需要输出补偿电流：
Figure BDA0001869684510000044
其中Iq+、Iq-为实数，
Figure BDA0001869684510000045
为正负序电流相量。
SVG各相电流如下所示：
Figure BDA0001869684510000051
SVG换流链电压如下所示：
Figure BDA0001869684510000052
SVG单相有功功率计算如下所示：
Figure BDA0001869684510000053
Figure BDA0001869684510000054
时，A相有功功率为0，用Vref0表示。
Figure BDA0001869684510000055
-V+Iq-cos30°+Vref0(-Iq+cos30°-Iq-cos150°)＝0
Figure BDA0001869684510000056
Figure BDA0001869684510000057
Figure BDA0001869684510000058
由上述理论推导可知：
当负载电流正序分量与负序分量q轴相等(Iq+＝Iq-)时，SVG单相有功功率不为零；
当负载电流正序分量与负序分量q轴相近(Iq+≈Iq-)时，SVG平衡各相有功所需零序电压过高。
b)、需要根据SVG直流母线电压能力获得SVG可以输出零序电压极限值，进而得到SVG校正负载不对称所能输出不对称无功电流能力。
假设SVG单相输出电压峰值能力为k(k>1)pu，k是各相直流母线电压设定值之和与电网额定电压峰值的比值。
Figure BDA0001869684510000061
考虑负载电流正序分量幅值一般大于负序分量幅值，令
Figure BDA0001869684510000062
则
Figure BDA0001869684510000063
当取k＝1.25pu时，|Iq-|≤0.2|Iq+|。
为了更好地阐述负载不对称校正控制过程，以下结合图2进行说明：
首先进行正负序无功电流分解。具体地将负载电流采样依次投影到正负序旋转坐标系，经滤波环节处理，获得正负序旋转坐标系下正负序无功电流分量Iq+、Iq-，进而得到SVG正负序无功电流指令-Iq+、-Iq-。
然后实时计算电网电压不平衡度。
若电网电压不平衡度小于设定值ε且负载不对称校正功能被激活，SVG通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流。若电网电压不平衡度不小于设定值ε、或者负载不对称校正功能未被激活，SVG将采用其他方法应对负载不对称的工况。
若负序无功电流指令幅值不满足限定值要求，则对负序无功电流指令进行限幅处理，否则进行零序电压计算。
最后根据得到的无功指令向电网输出补偿的负载正负序无功电流。
本申请实施例的负载不对称校正控制方法，在电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流；在SVG能力范围内有效校正负载不对称，达到使SVG接入点电网电流平衡的目的。
第二实施例
如图3所示，本申请第二实施例提供一种级联型静止无功发生器，所述级联型静止无功发生器包括存储器21、处理器22及存储在所述存储器21上并可在所述处理器22上运行的负载不对称校正控制程序，所述负载不对称校正控制程序被所述处理器22执行时实现以下所述的负载不对称校正控制方法的步骤：
将负载电流投影到正负序旋转坐标系，得到正负序无功电流分量并根据所述正负序无功电流分量得到正负序无功电流指令；
实时计算电网电压不平衡度；
在所述电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流。
所述负载不对称校正控制程序被所述处理器22执行时，还用于实现以下所述的负载不对称校正控制方法的步骤：
在所述负序无功电流指令幅值不满足限定值要求的情况下，对所述负序无功电流指令进行限幅处理。
所述负载不对称校正控制程序被所述处理器22执行时，还用于实现以下所述的负载不对称校正控制方法的步骤：
在
Figure BDA0001869684510000071
的情况下，保持所述负序无功电流指令不变；
在
Figure BDA0001869684510000072
的情况下，将所述负序无功电流指令限幅在
Figure BDA0001869684510000073
其中Iq+为正序无功电流分量，Iq-为负序无功电流分量，k(k>1)是级联型静止无功发生器各相直流母线电压设定值之和与电网额定电压峰值的比值。
所述负载不对称校正控制程序被所述处理器22执行时，还用于实现以下所述的负载不对称校正控制方法的步骤：
在所述负序无功电流指令幅值满足限定值要求的情况下，通过零序电压均衡各相功率单元直流母线电压。
所述负载不对称校正控制程序被所述处理器22执行时，还用于实现以下所述的负载不对称校正控制方法的步骤：
所述零序电压通过以下公式计算：
Figure BDA0001869684510000074
其中Vref0为零序电压，V+为PCC点锁相电压幅值，零序电压与PCC点锁相电压同相或反向。
所述负载不对称校正控制程序被所述处理器22执行时，还用于实现以下所述的负载不对称校正控制方法的步骤：
向电网输出补偿的负载正负序无功电流。
所述负载不对称校正控制程序被所述处理器22执行时，还用于实现以下所述的负载不对称校正控制方法的步骤：
将负载电流投影到正负序旋转坐标系，经过滤波器处理得到正负序无功电流分量。
所述负载不对称校正控制程序被所述处理器22执行时，还用于实现以下所述的负载不对称校正控制方法的步骤：
所述设定值小于等于5％。
本申请实施例的级联型静止无功发生器，在电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流；在SVG能力范围内有效校正负载不对称，达到使SVG接入点电网电流平衡的目的。
第三实施例
本申请第三实施例提供一种存储介质，所述存储介质上存储有负载不对称校正控制程序，所述负载不对称校正控制程序被所述处理器执行时用于实现第一实施例所述的负载不对称校正控制方法的步骤。
本申请实施例的存储介质，在电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流；在SVG能力范围内有效校正负载不对称，达到使SVG接入点电网电流平衡的目的。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种负载不对称校正控制方法，该方法用于级联型静止无功发生器，所述负载不对称校正控制方法包括：
将负载电流投影到正负序旋转坐标系，得到正负序无功电流分量并根据所述正负序无功电流分量得到正负序无功电流指令；
实时计算电网电压不平衡度；
在所述电网电压不平衡度小于设定值且负载不对称校正功能被激活的情况下，通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流；
所述通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流，之后还包括：
在所述负序无功电流指令幅值不满足限定值要求的情况下，对所述负序无功电流指令进行限幅处理；
所述对所述负序无功电流指令进行限幅处理，包括：
在
Figure FDA0003267373240000011
的情况下，保持所述负序无功电流指令不变；
在
Figure FDA0003267373240000012
的情况下，将所述负序无功电流指令限幅在
Figure FDA0003267373240000013
其中Iq+为正序无功电流分量，Iq-为负序无功电流分量，k是级联型静止无功发生器各相直流母线电压设定值之和与电网额定电压峰值的比值；其中，k＞1；
所述通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流，之后还包括：
在所述负序无功电流指令幅值满足限定值要求的情况下，通过零序电压均衡各相功率单元直流母线电压；
所述零序电压通过以下公式计算：
Figure FDA0003267373240000014
其中Vref0为零序电压，V+为PCC点锁相电压幅值，零序电压与PCC点锁相电压同相或反向。
2.根据权利要求1所述的负载不对称校正控制方法，其特征在于，所述通过负载不对称校正方式补偿负载正负序无功电流，之后还包括：
向电网输出补偿的负载正负序无功电流。
3.根据权利要求1所述的负载不对称校正控制方法，其特征在于，所述将负载电流投影到正负序旋转坐标系，得到正负序无功电流分量，包括：
将负载电流投影到正负序旋转坐标系，经过滤波器处理得到正负序无功电流分量。
4.根据权利要求1所述的负载不对称校正控制方法，其特征在于，所述设定值小于等于5％。
5.一种级联型静止无功发生器，其特征在于，所述级联型静止无功发生器包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的负载不对称校正控制程序，所述负载不对称校正控制程序被所述处理器执行时用于实现如权利要求1至4中任一项所述的负载不对称校正控制方法的步骤。
6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有负载不对称校正控制程序，所述负载不对称校正控制程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至4中任一项所述的负载不对称校正控制方法的步骤。
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Zhou Dangsheng

Inventor after: Gong Liwei

Inventor after: Wang Yunjie

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