一种STATCOM的滞环控制策略制造技术

本申请公开了一种STATCOM的滞环控制策略，根据电容器组的测量电压Uc与电容器组的目标电压Uref，计算目标电流isk

【技术实现步骤摘要】
一种STATCOM的滞环控制策略
本申请涉及电力系统
，尤其涉及一种STATCOM的滞环控制策略。
技术介绍
静止同步补偿器(StaticSynchronousCompensator，STATCOM)是一种由电力电子器件构成的无功功率补偿装置。图1为STATCOM的等效电路图，如图1所示，STATCOM经过电抗器并联在电网上或者并联在电网与负载之间。STATCOM的基本构件包括：功率开关器件桥路和电容器组。功率开关器件桥路包含数个开关管，控制开关管的通断状态，从而控制STATCOM无功补偿工作的开启或停止。图1中，eas,ebs,ecs,ias,ibs,ics分别表示电源提供的三相电压与三相电流，eal,ebl,ecl,ial,ibl,icl分别负荷的三相电压与电流。当电网中的负载为纯阻性负载时，电网电压与负载电流同相，此时，负载只消耗有功功率，不消耗无功功率，因此，不需要无功补偿。当负载为感性或容性负载时，例如变压器或电动机等，负载在消耗有功功率的同时还要消耗无功功率，此时，就要求电网或无功补偿器给负载提供无功功率，这种提供无功功率的行为就是无功补偿。在实际电网中，大都需要电网或无功补偿器为其提供无功功率。STATCOM作为提供无功功率的补偿设备，需要根据负载无功的需求，向电网发出或吸收相应的无功功率，使无功功率只在自身与负载之间流动，从而使电网只向负载输送有功功率。STATCOM的性能取决于获得补偿电流参考值及产生补偿电流控制策略的方法。目前，STATCOM的控制策略包括直接电流控制与间接电流控制。其中，STATCOM电流直接控制的原理在于，直接电流控制以直流侧电压和负载的无功电流为目标值，通过直接调节功率开关器件桥路的输出电流，实现对电网的动态无功补偿。因此，在直接电流控制中，需要检测无功电流。STATCOM电流间接控制的原理在于，通过调节功率开关器件桥路交流侧输出电压的幅值和相位，达到无功补偿的目的。其中，交流侧电压幅值和相位的目标值是通过检测的无功电流转化而来，因此，在间接电流控制中，需要检测无功电流。综上可见，无论是直接电流控制法还是间接电流控制法，都要检测负载电流中的无功分量，即无功电流。但是，无功电流的检测一般需要5次矩阵变换，才可得到无功电流，多次的矩阵变换过程导致无功电流的检测过程繁琐、复杂，且容易出现错误，影响了STATCOM无功补偿的准确度与工作效率。
技术实现思路
本申请提供了一种STATCOM的滞环控制策略，以解决现有STATCOM控制策略因需要检测无功电流而导致控制过程复杂、矩阵转换次数多、使用模块数量多且易出错的问题。一种STATCOM的滞环控制策略包括：根据电容器组的测量电压Uc与电容器组的目标电压Uref，计算目标电流isk*的幅值A；根据电网电压的相位角，计算目标电流isk*的相位角θabc；根据目标电流isk*的幅值A与相位角θabc，得到目标电流isk*；采集STATCOM接入电路近电源端的三相电流Iabc作为监控电流isk；根据目标电流isk*与监控电流isk，得到用于控制STATCOM内开关管通断的触发信号T。优选地，所述根据电容器组的测量电压Uc与电容器组的目标电压Uref，电容器组计算目标电流isk*的幅值A，具体包括，实时测量电容器组的测量电压Uc；计算电容器组的测量电压Uc与预设电容器组的目标电压Uref的差值ΔU；将所述差值ΔU输入PI调节器，得到目标电流isk*的幅值A。优选地，根据电网电压的相位角，计算目标电流isk*的相位角，具体包括，采集电网的三相电压Vabc；根据所述三相电压Vabc，计算三相电压Vabc的相位角；根据三相电压Vabc的相位角，计算目标电流isk*的相位角θabc。优选地，根据目标电流isk*的幅值A与相位角θabc，得到目标电流isk*，具体包括，将目标电流isk*的幅值A与相位角θabc进行正弦化计算，得到控制测量的目标电流isk*的波形。优选地，根据目标电流isk*与监控电流isk，得到用于控制STATCOM内开关管通断的触发信号T，具体包括，计算目标电流isk*与监控电流isk的电流差值ΔI，滞环控制模块根据电流差值ΔI计算触发信号T，触发信号T用于控制STATCOM内的开关管。本申请提供了一种STATCOM的滞环控制策略，以STATCOM交流侧近电源端的电流作为控制目标，避开了传统STATCOM控制策略需要检测无功电流的复杂过程，提高STATCOM的工作效率，降低出错误的可能性。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为STATCOM的等效电路图；图2为本申请STATCOM滞环控制策略一个实施例的流程图；图3为本申请计算目标电流isk*的幅值A的一个实施例的流程图；图4为本申请计算目标电流isk*的相位角θabc的一个实施例的流程图；图5为本申请STATCOM滞环控制策略应用在电网系统的示意图；图6为采用申请控制策略后电网电压、电网电流、负载电流和补偿电流波形图；图7为采用申请控制策略后有功和无功波形图。具体实施方式实际电网中存在很多感性负载或容性负载，感性负载具有阻碍电流突变的特性，当感性负载接通电源时，感性负载的电流相位滞后于感性负载的电压相位；容性负载具有阻碍电压突变的特性，当容性负载接通电源时，容性负载的电流相位超前于容性负载的电压相位，因此，大多电网需要无功补偿。将感性或容性负载的电流分解，可得到电流的有功分量与无功分量，即Il＝Ilq+Iip。其中，Il为负载电流；Ilq为负载电流中的有功分量；Iip为感性负载电流中的无功分量。采用无功补偿装置为电网系统进行无功补偿，其目的在于，无功补偿装置提供负载所需的全部无功电流，电网仅向负载提供其所需的有功电流，即使电网向负载输出的电流为Ilq，本申请中，将该电流为定义电网的目标电流Isk*，即Isk*＝Ilq。本申请STATCOM滞环控制策略的原理在于，对流入负载前的电网电流进行监测，通过将电网电流与目标电流进行比较分析，控制STATCOM向电网系统发出负载所需的无功电流或吸收负载释放的无功电流，稳定电网的输出电流，从而减少电网的波动。图2为本申请STATCOM滞环控制策略一个实施例的流程图，如图2所示，STATCOM的滞环控制策略包括，步骤S10，根据STATCOM的电容器组的测量电压Uc与电容器组的目标电压Uref，计算目标电流isk*的幅值A。图3为本申请计算目标电流isk*的幅值A的一个实施例的流程图，如图3所示，本实施例中，计算目标电流isk*的幅值A的过程具体包括，步骤S11，实时测量STATCOM的电容器组的测量电压Uc；步骤S12，计算测量电压Uc与预设的目标电压Uref之间的差值ΔU；步骤S13，将差值ΔU输入PI调节器，得到目标电流isk*的幅值A。差值ΔU与目标电流isk*存在正向关系，即当差值ΔU较大时，则要求电网输出一个较大的电流；当差值ΔU较小时，则要求电网输出一个较小的电流。本实施例中，通过将差值ΔU输入PI调节器，通过PI整定过程，计算目标电流isk*的幅值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种STATCOM的滞环控制策略，其特征在于，所述STATCOM的滞环控制策略包括：根据电容器组的测量电压Uc与电容器组的目标电压Uref，计算目标电流isk

【技术特征摘要】
1.一种STATCOM的滞环控制策略，其特征在于，所述STATCOM的滞环控制策略包括：根据电容器组的测量电压Uc与电容器组的目标电压Uref，计算目标电流isk*的幅值A；根据电网电压的相位角，计算目标电流isk*的相位角θabc；根据目标电流isk*的幅值A与相位角θabc，得到目标电流isk*；采集STATCOM接入电路近电源端的三相电流Iabc作为监控电流isk；根据目标电流isk*与监控电流isk，得到用于控制STATCOM内开关管通断的触发信号T。2.如权利要求1所述的STATCOM的滞环控制策略，其特征在于，所述根据电容器组的测量电压Uc与电容器组的目标电压Uref，电容器组计算目标电流isk*的幅值A，具体包括，实时测量电容器组的测量电压Uc；计算电容器组的测量电压Uc与预设电容器组的目标电压Uref的差值ΔU；将所述差值ΔU输入PI调节器，得到目标电流isk*的幅值A。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志，李胜男，覃日升，郭成，陈勇，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53