CN114725950B - 一种负序电流综合补偿的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种负序电流综合补偿的控制方法。所述方法包括：协调控制器采集电能质量考核点的三相电压、各补偿装置的三相电流以及待补偿负荷的三相电流；对电能质量考核点的三相电压进行正负序分解，并对正序电压进行锁相，得到正序电压的相位；对待补偿负荷的三相电流进行正负序分解，并基于正序电压的相位，通过坐标变换得到负序电流的实时分量；根据负序电流和控制参考值，得到并输出负序电流指令；补偿装置采集其接入点的三相电压，并结合负序电流指令，计算得到三相电流指令，输出指定的三相电流至电能质量考核点。采用本方法能够补偿负序电流，通过集中补偿降低补偿装置的成本和占地，提高补偿装置的利用率。
Description
技术领域
本申请涉及电力电子控制技术领域，特别是涉及一种负序电流综合补偿的控制方法。
背景技术
在电网中存在较大的待补偿负荷，比如矿热炉、电弧炉和电气化铁路等，待补偿负荷会在工作过程中产生较大的负序电流。由于这些负荷的工作不稳定，其产生的负序电流的幅值和相位也会发生变化，这会对电网中用电设备的正常运行造成较大的影响，比如会导致三相线路的功率传输失衡，降低线路的输送容量，或者导致电机振动加大、发热严重、寿命缩短以及跳闸等后果。
为了尽可能的减小负序电流的流通路径，缩小负序电流影响的范围，负序电流的补偿与无功补偿一样，采用“分层分区，就地补偿”的原则，即令补偿设备与被补偿的负序电流源的电气距离尽可能小。但实际上，当待补偿负荷的种类或数量较多时，如果依然采用这种“分布式”补偿的方式，会极大地增加补偿设备的投资和占地，且各补偿设备的利用率比较低，多套补偿设备之间还可能会存在谐振的风险。
发明内容
基于此，提供一种负序电流综合补偿的控制方法，采用集中补偿的方式，采用多套大容量补偿装置对接入考核点的负序电流进行集中补偿，以降低补偿装置的成本和占地，提高补偿装置的利用率。
一方面，提供一种负序电流综合补偿的控制方法，所述方法包括：
S1，协调控制器实时采集电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)、各补偿装置的三相电流(iCa，iCb，iCc)以及待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)；
S2，所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行正负序分解，得到正序电压，并对所述正序电压进行锁相，得到所述正序电压的实时相位
S3，所述协调控制器对所述待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)进行正负序分解，并基于所述正序电压的相位
通过坐标变换得到负序电流的实时dq分量，根据所述负序电流的实时dq分量，得到所述负序电流的幅值im和相位
S4，所述协调控制器根据当前的所述负序电流和预设的控制参考值iref，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令
S5，所述协调控制器实时监视各补偿装置的状态，并按照所述各补偿装置的状态和预设的补偿原则，实时输出所述负序电流指令至所述各补偿装置；
S6，补偿装置实时采集其接入点的三相电压，并结合所述协调控制器输出的所述负序电流指令，计算得到三相电流指令
将所述三相电流指令
输入三个闭环控制模块，进行各相电流的相互解耦，并通过分相控制输出与所述三相电流指令
对应的三相电流至所述电能质量考核点。
在其中一个实施例中，所述待补偿负荷至少包括一路，当所述待补偿负荷为两路或两路以上时，统一各路所述待补偿负荷的电流极性，并根据各路所述待补偿负荷的合电流，得到所述待补偿负荷的三相电流。
在其中一个实施例中，所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行正负序分解，得到正序电压的步骤包括：
所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行三相静止坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下的电压分量(uα，uβ)；
对所述两相静止坐标系下的电压分量(uα，uβ)及其相位φu进行两相静止坐标到两相旋转坐标的变换，并经过低通滤波，得到两相旋转坐标系下的正序电压的dq分量(udp，uqp)。
在其中一个实施例中，对所述正序电压进行锁相，得到所述正序电压的相位
的步骤包括：
通过闭环控制，将所述两相旋转坐标系下的正序电压的uqp分量控制为零，得到锁相环输出的所述正序电压的相位
在其中一个实施例中，所述协调控制器对所述待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)进行正负序分解，并基于所述正序电压的相位
通过坐标变换得到负序电流的dq分量的步骤包括：
所述坐标变换为派克变换，其中，通过所述派克变换得到所述负序电流的dq分量的数学表达为：
其中，iLd为所述负序电流的d轴分量，iLq为所述负序电流的q轴分量，
为所述正序电压的相位，iLa、iLb和iLc分别为所述待补偿负荷的三相电流的各相电流。
在其中一个实施例中，根据所述负序电流的dq分量，得到所述负序电流的幅值um和相位
步骤的数学表达为：
其中，im为所述负序电流的幅值，
为所述负序电流的相位，iLd为所述负序电流的d轴分量，iLq为所述负序电流的q轴分量。
在其中一个实施例中，所述协调控制器根据所述负序电流和预设的控制参考值iref，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令
的步骤包括：
所述负序电流指令
的相位值与所述负序电流的相位值相反，其数学表达为：
其中，
为所述负序电流指令
的相位值，
为所述负序电流的相位值。
在其中一个实施例中，所述协调控制器根据所述负序电流和预设的控制参考值iref，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令
的步骤还包括：
采用PI闭环控制方式，根据所述负序电流指令的幅值与所述补偿装置输出的三相电流的幅值，得到差值，对所述差值的比例和积分进行线性组合，得到控制量，根据所述控制量，对所述负序电流指令的幅值进行修正。
在其中一个实施例中，所述补偿装置的状态包括：当前的运行状态、当前补偿的所述负序电流大小和当前的补偿能力范围。
在其中一个实施例中，补偿装置采集其接入点的三相电压，并结合所述协调控制器输出的所述负序电流指令，计算得到三相电流指令的步骤包括：
通过锁相环得到所述接入点的三相电压的相位
根据所述接入点的三相电压的相位，修正所述负序电流指令的相位值，以使位于变压器高压侧的所述负序电流指令的相位折算到所述变压器的低压侧；
计算所述接入点的三相电压的幅值的标幺值，根据所述标幺值，修正所述负序电流指令的幅值；
根据修正后的所述负序电流指令，得到所述三相电流指令
上述负序电流综合补偿的控制方法及可读存储介质，通过协调控制器实时采集电能质量考核点的三相电压、各补偿装置的三相电流以及待补偿负荷的三相电流；对所述电能质量考核点的三相电压进行正负序分解，得到正序电压，并对所述正序电压进行锁相，得到所述正序电压的实时相位；对所述待补偿负荷的三相电流进行正负序分解，并基于所述正序电压的相位，通过坐标变换得到负序电流的实时dq分量，然后得到所述负序电流的幅值和相位；根据当前的所述负序电流和预设的控制参考值，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令；实时监视各补偿装置的状态，并按照所述各补偿装置的状态和预设的补偿原则，实时输出所述负序电流指令至所述各补偿装置；补偿装置实时采集其接入点的三相电压，并结合所述协调控制器输出的所述负序电流指令，计算得到三相电流指令，将所述三相电流指令输入三个闭环控制模块，进行各相电流的相互解耦，并通过分相控制，输出与所述三相电流指令对应的三相电流至所述电能质量考核点，对所述负序电流进行补偿，降低负序电流对电网中用电设备的正常运行造成的影响，且通过各补偿装置对电能质量考核点的负序电流进行集中补偿，降低补偿装置的成本和占地，提高补偿装置的利用率。
附图说明
图1为一个实施例中负序电流综合补偿的控制方法的流程示意图；
图2为一个实施例中协调控制器与各补偿装置的连接图；
图3为一个实施例中负序电流综合补偿的控制方法的流程示意图；
图4为一个实施例中负序电流综合补偿的控制方法的流程示意图；
图5为一个实施例中负序电流综合补偿的控制方法的流程示意图；
图6为一个实施例中负序电流综合补偿的控制方法的应用场景图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处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。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
在电网中存在着较大的待补偿负荷，而待补偿负荷在用电设备工作的过程中会产生较大的负序电流，当负序电流的幅值和相位发生变化时，会影响用电设备的正常工作；为了缩小负序电流影响的范围，采用“分布式”的补偿方式，即令补偿装置与负序电流源的电气距离尽可能小，这增加了补偿装置的成本和占地面积，也降低了补偿装置的利用率，且多套补偿装置之间存在谐振的风险。
为此，本方案提出一种负序电流综合补偿的控制方法，通过协调控制器采集电能质量考核点的三相电压和待补偿负荷的三相电流，并进行正负序分解、坐标变换等处理，得到负序电流，根据所述负序电流和控制参考值，输出用于补偿所述负序电流的负序电流指令；补偿装置根据负序电流指令和接入点的三相电压，得到三相电流指令，从而输出指定的三相电流至电能质量考核点，以对所述负序电流进行补偿，降低负序电流对电网中用电设备的正常运行造成的影响，且通过各补偿装置对电能质量考核点的负序电流进行集中补偿，降低补偿装置的成本和占地，提高补偿装置的利用率，以及降低多套补偿装置之间产生谐振的风险。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种负序电流综合补偿的控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1，协调控制器实时采集电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)、各补偿装置的三相电流(iCa，iCb，iCc)以及待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)；
S2，所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行正负序分解，得到正序电压，并对所述正序电压进行锁相，得到所述正序电压的实时相位
S3，所述协调控制器对所述待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)进行正负序分解，并基于所述正序电压的相位
通过坐标变换得到负序电流的实时dq分量，根据所述负序电流的实时dq分量，得到所述负序电流的幅值im和相位
S4，所述协调控制器根据当前的所述负序电流和预设的控制参考值iref，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令
S5，所述协调控制器实时监视各补偿装置的状态，并按照所述各补偿装置的状态和预设的补偿原则，实时输出所述负序电流指令至所述各补偿装置；
S6，补偿装置实时采集其接入点的三相电压，并结合所述协调控制器输出的所述负序电流指令，计算得到三相电流指令
将所述三相电流指令
输入三个闭环控制模块，进行各相电流的相互解耦，并通过分相控制输出与所述三相电流指令
对应的三相电流至所述电能质量考核点。
通过协调控制器实时采集电能质量考核点的三相电压、各补偿装置的三相电流以及待补偿负荷的三相电流；对所述电能质量考核点的三相电压进行正负序分解，得到正序电压，并对所述正序电压进行锁相，得到所述正序电压的实时相位；对所述待补偿负荷的三相电流进行正负序分解，并基于所述正序电压的相位，通过坐标变换得到负序电流的实时dq分量，然后得到所述负序电流的幅值和相位；根据当前的所述负序电流和预设的控制参考值，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令；实时监视各补偿装置的状态，并按照所述各补偿装置的状态和预设的补偿原则，实时输出所述负序电流指令至所述各补偿装置；补偿装置实时采集其接入点的三相电压，并结合所述协调控制器输出的所述负序电流指令，计算得到三相电流指令，将所述三相电流指令输入三个闭环控制模块，进行各相电流的相互解耦，并通过分相控制输出与所述三相电流指令对应的三相电流至所述电能质量考核点，从而对所述负序电流进行补偿，降低负序电流对电网中用电设备的正常运行造成的影响，且通过各补偿装置对电能质量考核点的负序电流进行集中补偿，降低补偿装置的成本和占地面积，提高补偿装置的利用率。
需要说明的是，为了集中式的对负序电流进行补偿，在对电能质量敏感的线路上设置电能质量考核点，所述电能质量考核点和所述补偿装置的接入点不一定是同一个点。所述电能质量考核点一般是并网点或接入电网系统的高压侧，所述补偿装置的接入点一般接入电网系统的低压侧，通过所述负序电流和预设的控制参考值，得到的负序电流指令是变压器高压侧的指令，需要折算到变压器低压侧。因此，需要所述补偿装置的接入点的三相电压对所述负序电流指令进行修正，修正后的负序电流指令即为三相电流指令，补偿装置响应所述三相补偿电流指令以输出指定的三相电流，从而对所述负序电流进行补偿。
所述协调控制器可以采用各种可以实现可调节信号的单元，例如各种单片机、微控制器、DSP(数字信号处理器)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)、上位机或者中央处理器(CPU，Central Processing Unit)，在本实施例中，所述控制模块可采用单片机，通过对单片机进行编程可以实现各种控制功能，比如在本实施例中，实现所述待补偿负荷的三相电压、各补偿装置的三相电流和待补偿负荷的三相电流的采集和处理等功能，单片机具有方便接口调用、便于控制的优点。
如图2所示，本实施例中，采用3套所述补偿装置作为冗余配置，包括静止无功补偿器(static var compensator，SVC)、静止无功发生器(STATCOM)和电子负载检测器(Electrical Load Detector，ELD)。SVC、STATCOM和ELD都具有负序电流补偿能力，协调控制器通过计算得到所述负序电流指令，并根据所述各补偿装置的状态和预设的补偿原则，来实时调整所述负序电流指令的输出，预设的补偿原则为：优先将所述负序电流指令输出至SVC和STATCOM中，进行所述负序电流的补偿；当SVC和STATCOM的负序补偿容量不足时，再将所述负序电流指令输出至ELD中，进行所述负序电流的补偿。通过所述协调控制器块对SVC、STATCOM和ELD进行协调控制，改善各补偿装置之间由于响应时间不同、补偿程度不同等原因而出现相互谐振的情况。
在一些实施例中，所述待补偿负荷至少包括一路，当所述待补偿负荷为两路或两路以上时，统一各路所述待补偿负荷的电流极性，并根据各路所述待补偿负荷的合电流，得到所述待补偿负荷的三相电流。
在本实施例中，所述待补偿负荷可以为一路，也可以为多路，当需要同时补偿多路所述待补偿负荷时，通过叠加计算各路所述待补偿负荷的电流的合电流，得到所述待补偿负荷的三相电流，且需要注意的是，各路所述待补偿负荷的电流极性需统一，从而对多路所述待补偿负荷产生的所述负序电流进行统一补偿，提高补偿效率。
如图3所示，在一些实施例中，所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行正负序分解，得到正序电压的步骤包括：
S21：所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行三相静止坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下的电压分量(uα，uβ)；
S22：对所述两相静止坐标系下的电压分量(uα，uβ)及其相位φu进行两相静止坐标到两相旋转坐标的变换，并经过低通滤波，得到两相旋转坐标系下的正序电压的dq分量(udp，uqp)。
如图3所示，在一些实施例中，对所述正序电压进行锁相，得到所述正序电压的相位
的步骤包括：
S23：通过闭环控制，将所述两相旋转坐标系下的正序电压的uqp分量控制为零，得到锁相环输出的所述正序电压的相位
需要说明的是，对所述电能质量考核点的三相电压进行正负序分解的步骤和对所述正序电压进行锁相的步骤可采用时序串行控制，对所述电能质量考核点的三相电压进行三相静止坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下的电压分量(uα，uβ)；对所述电压分量(uα，uβ)及其相位φu，进行两相静止坐标到两相旋转坐标的变换，得到两相旋转坐标系下的正序电压的dq分量(udp，uqp)；通过闭环控制，将所述正序电压的uqp分量控制为零，得到锁相环输出的所述正序电压的相位
还可采用时序并行控制，所述电能质量考核点的三相电压进行正负序分解的步骤和对所述正序电压进行锁相的步骤同时进行，在此不再赘述。在一些实施例中，对所述电压分量(uα，uβ)及其相位φu，进行两相静止坐标到两相旋转坐标的变换的步骤之后，经过低通滤波，滤除所述电压分量中的干扰后，得到所述正序电压dq分量(udp，uqp)。
需要说明的是，通过闭环控制，实时控制所述正序电压的uqp分量为零，从而得到锁相环实时输出的所述正序电压的相位
对所述待补偿负荷的三相电流经过正负序分解后，并基于所述正序电压的实时相位进行坐标变换，从而得到的负序电流的精确度更高。
在一些实施例中，所述协调控制器对所述待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)进行正负序分解，并基于所述正序电压的相位
通过坐标变换得到负序电流的dq分量的步骤包括：
所述坐标变换为派克变换，其中，通过所述派克变换得到所述负序电流的dq分量的数学表达为：
其中，iLd为所述负序电流的d轴分量，iLq为所述负序电流的q轴分量，
为所述正序电压的相位，iLa、iLb和iLc分别为所述待补偿负荷的三相电流的各相电流。
在一些实施例中，根据所述负序电流的dq分量，得到所述负序电流的幅值im和相位
步骤的数学表达为：
其中，im为所述负序电流的幅值，
为所述负序电流的相位，iLd为所述负序电流的d轴分量，iLq为所述负序电流的q轴分量。
对所述待补偿负荷的三相电流和所述正序电压的相位进行派克变换，得到所述负序电流的dq分量，即d轴分量和q轴分量，根据所述负序电流的d轴分量和q轴分量，采集所述负序电流的幅值和相位，从而对所述负序电流的幅值和相位进行补偿，降低所述负序电流对电网中用电设备的正常运行造成的影响。
如图4所示，在一些实施例中，所述协调控制器根据所述负序电流和预设的控制参考值iref，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令
的步骤包括：
S41：所述负序电流指令
的相位值与所述负序电流的相位值相反，其数学表达为：
其中，
为所述负序电流指令
的相位值，
为所述负序电流的相位值。
如图4所示，在一些实施例中，所述协调控制器根据所述负序电流和预设的控制参考值iref，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令
的步骤还包括：
S42：采用PI闭环控制方式，根据所述负序电流指令的幅值与所述补偿装置输出的三相电流的幅值，得到差值，对所述差值的比例和积分进行线性组合，得到控制量，根据所述控制量，对所述负序电流指令的幅值进行修正。
需要说明的是，从电网中可能存在干扰的角度出发，在本实施例中，采用开环和PI闭环的控制方式，对所述负序电流指令进行修正，根据负序电流和预设的控制参考值得到的负序电流指令，需要对所述负序电流指令的相位值和幅值进行处理。当电网中无干扰时，即所述补偿装置实际输出的三相电流达到所述三相电流指令的要求，采用开环控制方式，需对所述负序电流指令的相位值进行处理，再将处理后的所述负序电流指令输出至所述补偿装置，其中，相位值的处理方式为：用零减去所述负序电流的相位值得到所述负序电流指令的相位值，即所述负序电流指令的相位值与所述负序电流的相位值相反。当电网中存在干扰时，即所述补偿装置实际输出的三相电流未达到所述三相电流指令的要求，采用PI闭环控制方式，除了对所述负序电流指令的相位值进行处理，还需对所述负序电流指令的幅值进行处理，再将处理后的所述负序电流指令输出至所述补偿装置，其中，幅值的处理方式为：根据所述负序电流指令的幅值与所述补偿装置输出的三相电流的幅值得到差值，将差值的比例和积分通过线性组合构成控制量，根据所述控制量修正所述负序电流指令的幅值；通过所述补偿装置实时输出的三相电流来修正所述负序电流指令的幅值，可以降低干扰信号对负序电流指令精确度的影响，提高所述负序电流的补偿效率。
在一些实施例中，所述补偿装置的状态包括：当前的运行状态、当前补偿的所述负序电流大小和当前的补偿能力范围。所述协调控制器根据所述各补偿装置的状态以及预设的补偿原则，实时向所述各补偿装置发送所述负序电流指令，从而进行后续的负序电流补偿。
如图5所示，在一些实施例中，补偿装置采集其接入点的三相电压，并结合所述协调控制器输出的所述负序电流指令，计算得到三相电流指令的步骤包括：
S61：通过锁相环得到所述接入点的三相电压的相位
根据所述接入点的三相电压的相位，修正所述负序电流指令的相位值，以使位于变压器高压侧的所述负序电流指令的相位折算到所述变压器的低压侧；
S62：计算所述接入点的三相电压的幅值的标幺值，根据所述标幺值，修正所述负序电流指令的幅值；
S63：根据修正后的所述负序电流指令，得到所述三相电流指令
需要说明的是，所述电能质量考核点和所述补偿装置的接入点不一定是同一个点，所述电能质量考核点一般是并网点或接入电网系统的高压侧，所述补偿装置的接入点一般接入电网系统的低压侧；通过所述负序电流和预设的控制参考值，得到的负序电流指令是变压器高压侧的指令，需要折算到变压器低压侧，因此需要所述接入点的三相电压对所述负序电流指令做修正；其中，相位值修正的过程是根据变压器的组别关系，比如YD-11、YD-1或DD等，将所述负序电流指令的相位值从变压器的高压侧折算到低压侧；幅值修正的过程是计算所述接入点的三相电压幅值的标幺值，根据所述标幺值修正所述负序电流指令的幅值。修正后的所述负序电流指令即为所述三相电流指令
各补偿装置接收到所述三相电流指令后，通过各相电流解耦，并分相控制输出指定的三相电流至所述电能质量考核点，从而对所述负序电流进行补偿。
相位值修正和幅值修正的步骤可采用多种时序控制方式，比如时序串行控制方式，又比如时序并行控制方式，当采用时序串行控制方式时，未对相位值修正和幅值修正的执行顺序做出限定，只要满足对所述负序电流指令进行修正的需求，且不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围；当采用时序并行控制方式时，相位值修正和幅值修正的步骤同时进行，以提高对所述负序电流的补偿效率。
上述负序电流综合补偿的控制方法中，通过所述控制协调器对所述电能质量考核点的三相电压进行正负序分解，并基于正序电压进行锁相得到正序电压的相位；对所述待补偿负荷的三相电流进行正负序分解，并基于正序电压的相位，进行坐标变换，得到待补偿的负序电流；根据所述负序电流以及所述控制参考值，采用开环和PI闭环的控制方式，得到所述负序电流指令；通过所述接入点的三相电压，修正所述负序电流指令，得到并输出所述三相电流指令至各补偿装置；各补偿装置响应所述三相电流指令，输出指定的三相电流，以对所述电能质量考核点的所述负序电流进行补偿，降低所述负序电流对电网中用电设备的正常运行造成的影响，且通过各补偿装置对电能质量考核点的负序电流进行集中补偿，降低补偿装置的成本和占地，提高补偿装置的利用率。通过所述协调控制器对各补偿装置进行协调控制，改善各补偿装置之间由于响应时间、补偿程度不同等原因而出现相互谐振的情况。
应该理解的是，虽然图1以及图3-图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1以及图3-图5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
如图6所示，为一个综合补偿负序电流的应用场景，在一个电网中，有发电机组、待补偿负荷以及各补偿装置，其中，所述各补偿装置包括SVC、STATCOM和ELD，且SVC和STATCOM还用于无功的动态补偿、控制电压等功能；ELD还用于功率平衡、频率控制等功能。通过对所述协调控制器进行编程，实现所述电能质量考核点的三相电压和所述待补偿负荷的三相电流的采集以及处理，并通过正负序分解和坐标变换等计算，以及采用开环和闭环的控制方式，得到并输出所述负序电流指令；各补偿装置接收所述负序电流指令，并通过所述接入点的三相电压修正所述负序电流指令，得到三相电流指令，根据所述三相电流指令输出指定的三相电流，以对所述待补偿负荷产生的负序电流进行补偿，减小所述负序电流对发电机组的正常运行造成的影响，通过集中补偿的方式，也降低了补偿装置的成本和占地，提高了补偿装置的利用率。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种负序电流综合补偿的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，协调控制器实时采集电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)、各补偿装置的三相电流(iCa，iCb，iCc)以及待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)；
S2，所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行正负序分解，得到正序电压，并对所述正序电压进行锁相，得到所述正序电压的实时相位
S3，所述协调控制器对所述待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)进行正负序分解，并基于所述正序电压的相位
通过坐标变换得到负序电流的实时dq分量，根据所述负序电流的实时dq分量，得到所述负序电流的幅值im和相位
S4，所述协调控制器根据当前的所述负序电流和预设的控制参考值iref，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令
S5，所述协调控制器实时监视各补偿装置的状态，并按照所述各补偿装置的状态和预设的补偿原则，实时输出所述负序电流指令至所述各补偿装置；
S6，补偿装置实时采集其接入点的三相电压，并结合所述协调控制器输出的所述负序电流指令，计算得到三相电流指令
将所述三相电流指令
输入三个闭环控制模块，进行各相电流的相互解耦，并通过分相控制输出与所述三相电流指令
对应的三相电流至所述电能质量考核点；
所述协调控制器根据所述负序电流和预设的控制参考值iref，采用开环和闭环的控制方式，得到负序电流指令
的步骤包括：
S41：所述负序电流指令
的相位值与所述负序电流的相位值相反，其数学表达为：
其中，
为所述负序电流指令
的相位值，
为所述负序电流的相位值；
S42：采用PI闭环控制方式，根据所述负序电流指令的幅值与所述补偿装置输出的三相电流的幅值，得到差值，对所述差值的比例和积分进行线性组合，得到控制量，根据所述控制量，对所述负序电流指令的幅值进行修正。
2.根据权利要求1所述的负序电流综合补偿的控制方法，其特征在于，所述待补偿负荷至少包括一路，当所述待补偿负荷为两路或两路以上时，统一各路所述待补偿负荷的电流极性，并根据各路所述待补偿负荷的合电流，得到所述待补偿负荷的三相电流。
3.根据权利要求1所述的负序电流综合补偿的控制方法，其特征在于，所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行正负序分解，得到正序电压的步骤包括：
所述协调控制器对所述电能质量考核点的三相电压(ua，ub，uc)进行三相静止坐标到两相静止坐标的变换，得到两相静止坐标系下的电压分量(uα，uβ)；
对所述两相静止坐标系下的电压分量(uα，uβ)及其相位φu进行两相静止坐标到两相旋转坐标的变换，并经过低通滤波，得到两相旋转坐标系下的正序电压的dq分量(udp，uqp)。
4.根据权利要求3所述的负序电流综合补偿的控制方法，其特征在于，对所述正序电压进行锁相，得到所述正序电压的相位
的步骤包括：
通过闭环控制，将所述两相旋转坐标系下的正序电压的uqp分量控制为零，得到锁相环输出的所述正序电压的相位
5.根据权利要求1所述的负序电流综合补偿的控制方法，其特征在于，所述协调控制器对所述待补偿负荷的三相电流(iLa，iLb，iLc)进行正负序分解，并基于所述正序电压的相位
通过坐标变换得到负序电流的dq分量的步骤包括：
所述坐标变换为派克变换，其中，通过所述派克变换得到所述负序电流的dq分量的数学表达为：
其中，iLd为所述负序电流的d轴分量，iLq为所述负序电流的q轴分量，
为所述正序电压的相位，iLa、iLb和iLc分别为所述待补偿负荷的三相电流的各相电流。
6.根据权利要求5所述的负序电流综合补偿的控制方法，其特征在于，根据所述负序电流的dq分量，得到所述负序电流的幅值im和相位
步骤的数学表达为：
其中，im为所述负序电流的幅值，
为所述负序电流的相位，iLd为所述负序电流的d轴分量，iLq为所述负序电流的q轴分量。
7.根据权利要求1所述的负序电流综合补偿的控制方法，其特征在于，所述补偿装置的状态包括：当前的运行状态、当前补偿的所述负序电流大小和当前的补偿能力范围。
8.根据权利要求1所述的负序电流综合补偿的控制方法，其特征在于，补偿装置采集其接入点的三相电压，并结合所述协调控制器输出的所述负序电流指令，计算得到三相电流指令的步骤包括：
通过锁相环得到所述接入点的三相电压的相位
根据所述接入点的三相电压的相位，修正所述负序电流指令的相位值，以使位于变压器高压侧的所述负序电流指令的相位折算到所述变压器的低压侧；
计算所述接入点的三相电压的幅值的标幺值，根据所述标幺值，修正所述负序电流指令的幅值；
根据修正后的所述负序电流指令，得到所述三相电流指令
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