CN113937785A - 一种statcom相间直流电压均衡控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种STATCOM相间直流电压均衡控制方法及系统，方法包括：基于电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项；基于STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率；根据STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角，零序电压幅值和相角作为需注入到电网的零序电压的幅值和相角，从而基于前馈控制与反馈控制结合下，实现相间直流电压均衡。
Description
技术领域
本发明涉及直流侧电压均衡控制技术领域，具体涉及一种STATCOM相间直流电压均衡控制方法及系统。
背景技术
随着现代工业的不断发展，工业界农业界对电能的质量和可靠性的要求越来越高。越来越多的冲击性无功负荷、不平衡负荷接入电网，引起了电网电压的波动和功率因数降低。为了提高电网电能质量和电力系统电压稳定性，静止同步补偿器(STATCOM)作为新一代的无功补偿装置被广泛应用。星接级联H桥STATCOM因其输出谐波小、结构模块化、器件少、易于扩展等优点，被广泛应用于高压大容量STATCOM场合。图1为星接级联H桥STATCOM的三层控制框图，第一层为dq解耦电流控制，STATCOM通过控制d轴电流来实现与网侧总的有功功率的平衡，实现三相总体电压控制，通过控制q轴电流控制并网的无功电流。第二层为相间直流电压均衡控制，第三层为相内模块内直流电压均衡控制，其中相内直流电压均衡控制可以采用基于调制电压调节法。然而，星接级联H桥STATCOM各链节之间的直流侧电容相互独立，在实际运行过程中，三相之间的有功功率损耗不同、电网电压不平衡会使三相之间的有功功率流不均衡，导致相间直流电压不均衡，不仅降低了输出电流的质量，也会导致电容或开关器件存在过压风险，影响装置的安全稳定运行。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的网侧三相之间的有功功率损耗不同、电网电压不平衡导致星接级联H桥STATCOM相间直流电压不均衡缺陷，从而提供一种STATCOM相间直流电压均衡控制方法及系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，一种STATCOM相间直流电压均衡控制方法，STATCOM为三相星接级联H桥，其每相均由多个子模块串联而成，方法包括：检测电网的三相基波正序电压、电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流、STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压；基于电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项；基于STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率；根据STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角，零序电压幅值和相角作为需注入到电网的零序电压的幅值和相角。
在一实施例中，基于电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项的过程，包括：计算一个工频周期内电网的三相不平衡时的基波负序电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的三相平均有功功率，记为第一三相平均功率；计算一个工频周期内电网的中性点电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的三相平均有功功率，记为第二三相平均功率；将第一三相平均功率与第二三相平均功率之和，作为STATCOM的每相的功率前馈项。
在一实施例中，计算第一三相平均功率的过程，包括：将电网的三相不平衡时的基波负序电压转换到dq坐标系，得到d轴负序电压分量和q轴负序电压分量；将STATCOM输出的基波正序电流转换到dq坐标系，得到d轴正序电流分量和q轴正序电流分量；基于d轴负序电压分量、q轴负序电压分量、d轴正序电流分量、q轴正序电流分量，计算得到第一三相平均功率。
在一实施例中，计算第二三相平均功率的过程，包括：计算STATCOM输出的基波正序电流的幅值及相角，计算电网的中性点电压的幅值及相角；根据STATCOM输出的基波正序电流的幅值及相角、电网的中性点电压的幅值及相角，计算得到第二三相平均功率。
在一实施例中，基于STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率的过程，包括：基于STATCOM的三相桥臂中每个子模块的直流侧电压，计算STATCOM的三相直流侧电压；根据STATCOM的三相直流侧电压，求取STATCOM的平均直流侧电压；根据STATCOM的三相直流侧电压中的任意两相直流侧电压、STATCOM的平均直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率。
在一实施例中，根据STATCOM的三相直流侧电压中的任意两相直流侧电压、STATCOM的平均直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率的过程，包括：根据STATCOM的三相直流侧电压中的任意两相直流侧电压、STATCOM的平均直流侧电压，计算两相的电压偏差；对两相的电压偏差进行比例积分调节，得到两相的偏差功率；对两相的偏差功率分别取反后相加，得到第三相的偏差功率。
在一实施例中，根据STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角的过程，包括：计算一个工频周期内的注入零序电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的平均功率，记为第三三相平均功率；将STATCOM的三相的偏差功率与STATCOM的三相的功率前馈项的差值，作为三相功率控制项；对三相功率控制项进行Clark变换，得到三相功率矢量；令第三三相平均功率与三相功率控制项相等，反向计算得到注入零序电压的幅值和相角。
第二方面，本发明实施例提供一种STATCOM相间直流电压均衡控制系统，包括：检测模块，用于检测电网的三相基波正序电压、电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流、STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压；功率前馈项模块，用于基于电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项；偏差功率模块，用于基于STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率；零序电压模块，用于根据STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角，零序电压幅值和相角作为需注入到电网的零序电压的幅值和相角。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行本发明实施例第一方面的STATCOM相间直流电压均衡控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本发明实施例第一方面的STATCOM相间直流电压均衡控制方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的STATCOM相间直流电压均衡控制方法，基于电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项；基于STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率；根据STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角，零序电压幅值和相角作为需注入到电网的零序电压的幅值和相角，从而基于前馈控制与反馈控制结合下，实现相间直流电压均衡。
2.本发明提供的STATCOM相间直流电压均衡控制方法，STATCOM输出零序电压用于重新分配三相间的有功功率，实现三相相间直流电压均衡，STATCOM输出的零序电压由相间直流电压均衡控制调节产生，相间直流电压均衡控制由反馈控制与前馈控制两部分组成，反馈控制根据a、b两相的直流电压的偏差产生三相偏差功率，前馈控制直接提取网侧产生的不均衡功率，使得STATCOM快速产生相应的功率抵消不平衡功率，可以省去PI调节器的调节时间，从而提高相间均压的动态性能和控制精度，反馈控制和前馈控制产生的不均衡功率叠加后，反解零序电压的幅值和相角，得到零序调制波，再将零序调制波与电流环产生的调制波相加得到三相调制波，再通过每相内部各模块直流电压均衡控制，得到各模块输出的指令电压。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的星接级联H桥STATCOM控制框图；
图2为本发明实施例提供的星接级联H桥STATCOM拓扑结构；
图3为本发明实施例提供的控制方法的一个具体示例的流程图；
图4为本发明实施例提供的控制方法的另一个具体示例的流程图；
图5为本发明实施例提供的控制方法的另一个具体示例的流程图；
图6为本发明实施例提供的控制方法的另一个具体示例的流程图；
图7为本发明实施例提供的相间直流电压均衡控制方法的控制框图；
图8为本发明实施例提供的相间直流电压均衡控制效果；
图9为本发明实施例提供的控制系统的一个具体示例的流程图；
图10为本发明实施例提供的计算机设备一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种STATCOM相间直流电压均衡控制方法，应用于STATCOM相间相间直流电压不均衡的场合，如图2所示，STATCOM为三相星接级联H桥，其每相均由多个子模块串联而成，三相直流母线互相独立，其中，电网假定为无穷大系统，滤波装置用电感L模拟，有功损耗等效为电阻R，如图3所示，方法包括步骤S11～步骤S14，具体如下：
步骤S11：检测电网的三相基波正序电压、电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流、STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压。
具体地，本发明实施例中，电网电压不平衡时存在正序电压和负序电压，STATCOM输出正序无功电流补偿网侧无功功率，输出零序电压用于重新分配三相间的有功功率，从而实现三相相间直流电压均衡，STATCOM输出的零序电压由相间直流电压均衡控制调节产生，相间直流电压均衡控制由反馈控制与前馈控制两部分组成，反馈控制部分得到偏差功率，前馈控制部分得到不平衡功率，最终由偏差功率及不平衡功率得到零序电压调制波，零序电压调制波与图1中的电流环产生的调制波相加得到三相调制波，再通过图1中的每相内部各子模块直流电压均衡控制，得到各子模块输出的指令电压。
步骤S12：基于电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项。
具体地，本发明实施例的前馈控制直接提取网测产生的不平衡功率，使得STATCOM快速产生相应的功率以抵消不平衡功率，采用这种方法可以省去PI调节器的调节时间，从而提高相间均压的动态性能和控制精度。
具体地，如图4所示，步骤S12可以包括步骤S21～步骤S23，具体如下：
步骤S21：计算一个工频周期内电网的三相不平衡时的基波负序电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的三相平均有功功率，记为第一三相平均功率。
具体地，本发明实施例计算第一三相平均功率的过程包括：将电网的三相不平衡时的基波负序电压en转换到dq坐标系，得到d轴负序电压分量edn和q轴负序电压分量eqn；将STATCOM输出的基波正序电流Ip转换到dq坐标系，得到d轴正序电流分量Idp和q轴正序电流分量Iqp；基于d轴负序电压分量、q轴负序电压分量、d轴正序电流分量、q轴正序电流分量，计算得到第一三相平均功率，具体计算公式如式(1)所示。
式(1)中，Pa-ff1、Pb-ff1、Pc-ff1分别为a相、b相、c相的第一平均功率。
步骤S22：计算一个工频周期内电网的中性点电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的三相平均有功功率，记为第二三相平均功率。
具体地，本发明实施例计算第二三相平均功率的过程包括：计算STATCOM输出的基波正序电流的幅值Ip及相角
以星接STATCOM装置中性点N为参考，测电网中性点电压为uON，计算电网的中性点电压的幅值UN及相角θN；根据STATCOM输出的基波正序电流的幅值Ip及相角
电网的中性点电压的幅值UN及相角θN，计算得到第二三相平均功率，具体计算公式如式(2)所示。
式(2)中，Pa-ff2、Pb-ff2、Pc-ff2分别为a相、b相、c相的第二平均功率。
步骤S23：将第一三相平均功率与第二三相平均功率之和，作为STATCOM的每相的功率前馈项。
具体地，本发明实施例根据式(1)、式(2)的计算结果，得到每相的功率前馈项，如式(3)所示。
式(3)中，Pa-ff、Pb-ff、Pc-ff分别为a相、b相、c相的功率前馈项。
步骤S13：基于STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率。
具体地，本发明实施例的STATCOM每相均由多个子模块串联连接构成，且在反馈控制中可根据直流电压的偏差计算三相偏差功率，如图5所示，步骤S13可以包括步骤S31～步骤S33，具体如下：
步骤S31：基于STATCOM的三相桥臂中每个子模块的直流侧电压，计算STATCOM的三相直流侧电压。
步骤S32：根据STATCOM的三相直流侧电压，求取STATCOM的平均直流侧电压。
具体地，检测星接级联H桥STATCOM的a、b、c三相所有的子模块的直流侧电压Udcaj、Udcbj、Udccj(j＝1,2…,N)，得到3N个直流侧电压值，计算每一相N个H桥模块直流侧电压Udca、Udcb、Udcc，即STATCOM的三相直流侧电压为Udca、Udcb、Udcc，并对这三个值求平均得到STATCOM的平均直流侧电压Udc-avg。
步骤S33：根据STATCOM的三相直流侧电压中的任意两相直流侧电压、STATCOM的平均直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率。
具体地，本发明实施例根据STATCOM的三相直流侧电压中的任意两相直流侧电压、STATCOM的平均直流侧电压，计算两相的电压偏差；对两相的电压偏差进行比例积分调节，得到两相的偏差功率；对两相的偏差功率分别取反后相加，得到第三相的偏差功率。
具体地，例如利用a、b两相的直流侧电压及STATCOM的平均直流侧电压，计算STATCOM的三相的偏差功率的过程包括：将Udc-avg与星接级联H桥STATCOM的a相各子模块直流侧电压之和Udca(STATCOM的a相直流侧电压)经过减法器比较，再将其输出经过PI调节器，得到由反馈环节生成的偏差功率ΔPa(a相的偏差功率)，相同的，将Udc-avg与星接级联H桥STATCOM的b相各子模块直流侧电压之和Udcb经过减法器比较，再将其输出经过PI调节器，得到由反馈环节生成的偏差功率ΔPb；将ΔPa和ΔPb分别取反后经过加法器，得到c相的反馈环节生成偏差功率ΔPc。
步骤S14：根据STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角，零序电压幅值和相角作为需注入到电网的零序电压的幅值和相角。
具体地，如图6所示，步骤S14可以包括步骤S41～步骤S44，具体如下：
步骤S41：计算一个工频周期内的注入零序电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的平均功率，记为第三三相平均功率。
具体地，根据实际控制要求设置需要注入的零序电压的幅值和相角，计算注入零序电压和STATCOM三相输出基波正序电流的一个工频周期内的平均功率Pa0、Pb0、Pc0，即第三三相平均功率为Pa0、Pb0、Pc0。
式(4)中，U0为零序电压的幅值，θ0为零序电压的相角。
步骤S42：将STATCOM的三相的偏差功率与STATCOM的三相的功率前馈项的差值，作为三相功率控制项。
具体地，三相功率控制项记为xa、xb、xc，计算公式如下：
步骤S43：对三相功率控制项进行Clark变换，得到三相功率矢量。
步骤S44：令第三三相平均功率与三相功率控制项相等，反向计算得到注入零序电压的幅值和相角。
具体地，令第三三相平均功率与三相功率控制项相等，如下所示：
将三相功率控制项xa、xb、xc经过abc/αβ变换得到xα、xβ，为简化计算量，对式(6)反解，求出零序电压的幅值U0及相角θ0，计算公式如下：
式(8)中，sgn(x)是符号函数，其中：
本发明实施例基于上述控制方法搭建如图7所示的控制框图，并在其基础上，在Simulink仿真软件中搭建仿真模型(每相5个H桥模块)，在STATCOM的a相并联的电阻阻值为120Ω，b相并联的电阻阻值为75Ω，c相并联的电阻阻值为30Ω，模拟各相有功损耗不同，并设定0.25s时，a相电网电压跌落50％，且在0.15s处将设置由6Mvar容性无功负载变动为6Mvar感性无功负载。参见图8的仿真结果，结果表明，STATCOM三相直流侧电压能够在0.05s内均衡，在0.15s时负载突变的时候也能够维持STATCOM三相直流电压均衡，保证了STATCOM稳定的运行，且在0.25s时电网a相电压跌落50％时，STATCOM三相直流侧相间电压仍然能保持均衡，由此验证了本发明实施例中星接级联H桥STATCOM相间直流电压均衡控制方法的正确性，为工程应用提供良好的参考价值。
实施例2
本发明实施例提供一种STATCOM相间直流电压均衡控制系统，如图9所示，包括：
检测模块1，用于检测电网的三相基波正序电压、电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流、STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压；此模块执行实施例1中的步骤S11所描述的方法，在此不再赘述。
功率前馈项模块2，用于基于电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项；此模块执行实施例1中的步骤S12所描述的方法，在此不再赘述。
偏差功率模块3，用于基于STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率；此模块执行实施例1中的步骤S13所描述的方法，在此不再赘述。
零序电压模块4，用于根据STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角，零序电压幅值和相角作为需注入到电网的零序电压的幅值和相角；此模块执行实施例1中的步骤S14所描述的方法，在此不再赘述。。
实施例3
本发明实施例提供一种计算机设备，如图10所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Ramdom Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1的STATCOM相间直流电压均衡控制方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1的STATCOM相间直流电压均衡控制方法。
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固降硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请执行实施例1中的STATCOM相间直流电压均衡控制方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例1的STATCOM相间直流电压均衡控制方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固降硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种STATCOM相间直流电压均衡控制方法，其特征在于，所述STATCOM为三相星接级联H桥，其每相均由多个子模块串联而成，所述方法包括：
检测电网的三相基波正序电压、电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流、STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压；
基于所述电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项；
基于所述STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率；
根据所述STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角，所述零序电压幅值和相角作为需注入到电网的零序电压的幅值和相角。
2.根据权利要求1所述的STATCOM相间直流电压均衡控制方法，其特征在于，所述基于所述电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项的过程，包括：
计算一个工频周期内电网的三相不平衡时的基波负序电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的三相平均有功功率，记为第一三相平均功率；
计算一个工频周期内电网的中性点电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的三相平均有功功率，记为第二三相平均功率；
将所述第一三相平均功率与第二三相平均功率之和，作为STATCOM的每相的功率前馈项。
3.根据权利要求2所述的STATCOM相间直流电压均衡控制方法，其特征在于，计算第一三相平均功率的过程，包括：
将所述电网的三相不平衡时的基波负序电压转换到dq坐标系，得到d轴负序电压分量和q轴负序电压分量；
将STATCOM输出的基波正序电流转换到dq坐标系，得到d轴正序电流分量和q轴正序电流分量；
基于d轴负序电压分量、q轴负序电压分量、d轴正序电流分量、q轴正序电流分量，计算得到第一三相平均功率。
4.根据权利要求2所述的STATCOM相间直流电压均衡控制方法，其特征在于，计算第二三相平均功率的过程，包括：
计算STATCOM输出的基波正序电流的幅值及相角，计算电网的中性点电压的幅值及相角；
根据STATCOM输出的基波正序电流的幅值及相角、电网的中性点电压的幅值及相角，计算得到第二三相平均功率。
5.根据权利要求2所述的STATCOM相间直流电压均衡控制方法，其特征在于，所述基于所述STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率的过程，包括：
基于所述STATCOM的三相桥臂中每个子模块的直流侧电压，计算STATCOM的三相直流侧电压；
根据STATCOM的三相直流侧电压，求取STATCOM的平均直流侧电压；
根据STATCOM的三相直流侧电压中的任意两相直流侧电压、STATCOM的平均直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率。
6.根据权利要求5所述的STATCOM相间直流电压均衡控制方法，其特征在于，所述根据STATCOM的三相直流侧电压中的任意两相直流侧电压、STATCOM的平均直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率的过程，包括：
根据STATCOM的三相直流侧电压中的任意两相直流侧电压、STATCOM的平均直流侧电压，计算两相的电压偏差；
对所述两相的电压偏差进行比例积分调节，得到两相的偏差功率；
对两相的偏差功率分别取反后相加，得到第三相的偏差功率。
7.根据权利要求1所述的STATCOM相间直流电压均衡控制方法，其特征在于，根据所述STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角的过程，包括：
计算一个工频周期内的注入零序电压和STATCOM输出的基波正序电流产生的平均功率，记为第三三相平均功率；
将STATCOM的三相的偏差功率与STATCOM的三相的功率前馈项的差值，作为三相功率控制项；
对所述三相功率控制项进行Clark变换，得到三相功率矢量；
令第三三相平均功率与三相功率控制项相等，反向计算得到注入零序电压的幅值和相角。
8.一种STATCOM相间直流电压均衡控制系统，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测电网的三相基波正序电压、电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流、STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压；
功率前馈项模块，用于基于所述电网的三相不平衡时的基波负序电压、电网的中性点电压、STATCOM输出的基波正序电流，计算得到STATCOM的三相的功率前馈项；
偏差功率模块，用于基于所述STATCOM的三相的每个子模块的直流侧电压，计算得到STATCOM的三相的偏差功率；
零序电压模块，用于根据所述STATCOM的三相的功率前馈项、STATCOM的三相的偏差功率、STATCOM输出的基波正序电流，反向计算得到零序电压幅值和相角，所述零序电压幅值和相角作为需注入到电网的零序电压的幅值和相角。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-7中任一所述的STATCOM相间直流电压均衡控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7中任一所述的STATCOM相间直流电压均衡控制方法。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102170243A (zh) * | 2011-04-28 | 2011-08-31 | 中国电力科学研究院 | 一种基于负序电流的换流链平均直流电压的控制方法 |
| CN103280820A (zh) * | 2013-06-16 | 2013-09-04 | 中国科学院电工研究所 | 链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制方法 |
| US20160109493A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-21 | National Tsing Hua University | Power flow management method and controller using the same |
| CN108599183A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-28 | 南京理工大学 | 基于辅助功率单元的星形链式statcom及控制方法 |
| CN110112753A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-08-09 | 南京浦马电力电子有限公司 | 一种星形连接级联statcom相间直流电压均衡控制方法 |
| CN113300381A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-08-24 | 北方工业大学 | 不平衡工况下链式statcom的控制方法 |
-
2021
- 2021-10-22 CN CN202111235663.8A patent/CN113937785B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102170243A (zh) * | 2011-04-28 | 2011-08-31 | 中国电力科学研究院 | 一种基于负序电流的换流链平均直流电压的控制方法 |
| CN103280820A (zh) * | 2013-06-16 | 2013-09-04 | 中国科学院电工研究所 | 链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制方法 |
| US20160109493A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-21 | National Tsing Hua University | Power flow management method and controller using the same |
| CN108599183A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-28 | 南京理工大学 | 基于辅助功率单元的星形链式statcom及控制方法 |
| CN110112753A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-08-09 | 南京浦马电力电子有限公司 | 一种星形连接级联statcom相间直流电压均衡控制方法 |
| CN113300381A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-08-24 | 北方工业大学 | 不平衡工况下链式statcom的控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 马灿，等: ""电网不平衡下星形级联STATCOM负序电压控制"", 《电力电子技术》, vol. 54, no. 5, pages 14 - 18 * |
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