一种基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法，步骤包括：根据不同的拓扑结构将装置电流从高压侧变换到低压侧，将负荷电流变换到装置电流同相位基准，将系统电压同步变换为与装置输出电压一致，根据不同的拓扑结构选择零序电压或零序电流控制SVG相间的直流电压平衡，对三相参考电压进行归一化折算得到归一化的参考电压，将归一化的参考电压进行载波移相比较后得到用于控制功率模块的脉冲信号，将脉冲信号输出值SVG的功率模块。本发明专利技术充分考虑了SVG应用现场多种拓扑接入方式的情况，能够适用于SVG应用现场多种拓扑接入方式，通用性和环境适应性好，调试效率高，管理维护成本低，SVG的通用化设计减小了工程定制SVG现场升级的风险。

A SVG general control method based on phase transformation in multi topology structure

The invention discloses a topological structure based on multi phase transformation under the SVG control method, the general steps include: the device current from the high side to the low side according to transform different topological structure, the load current is transformed to the device current with the phase of the reference, the system voltage change for synchronization and device output voltage, according to the topology the structure of different choice of DC voltage balance of zero sequence voltage and zero sequence current control and SVG, the three-phase reference voltage is converted by the normalized normalized reference voltage and the reference voltage of the normalized carrier phase shifted pulse signal to control the power module is obtained after comparing the pulse signal output power module SVG. The invention fully considers the application of SVG site access topologies, can be applied in SVG application field of various topological access modes, versatility and good environment adaptability, high debugging efficiency, low maintenance cost management, general design of SVG reduced the SVG field upgrade custom engineering risk.

【技术实现步骤摘要】
一种基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法
本专利技术涉及电气工程的电网无功补偿技术，具体涉及一种基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法。
技术介绍
无功补偿设备接入电网系统后，能提高线路的功率因数，调节电压合格水平，减少电压波动，增强电网电压的稳定性。传统的固定电容器组和电抗器组投切间隔长，动作冲击大，不能连续调节；SVC型的无功补偿设备占地较大，谐波大；SVG作为新一代的动态无功补偿设备，与传统的固定补偿设备和SVC相比，响应速度快，占地小，可灵活连续调节，目前已经在风电场、电网、冶金等市场得到了广泛的应用。在不同的应用场合，SVG接入系统的连接方式不一样，SVG可以经连接电抗直接并入电网；若接入电压等级过高，可以经Yy12变压器或Dyn11变压器接入电网；在一些特殊的应用场合，例如现场已有的融冰变压器为Yd11类型，SVG经过它接入电网时也需要适应它的变化。SVG经变压器接入电网时，SVG输出电压幅度和接入点电压幅度往往不一致，尤其是经过Dyn11或Yd11变压器时，SVG输出的电压和电流的相位与系统相比也发生了改变。另外，从SVG主电路来说，有星接和角接两种方式，星接时SVG输出的电压较低，电流较大，不平衡补偿能力有限，角接时SVG输出的电压较高，电流较小，具有不平衡补偿能力。SVG作为一种基于电压源类型的逆变器，本质上等效于一个幅度和相位可以调节的可控电压源，其输出电压需要时刻和接入电网的系统电压保持同步，因此，在不同的连接形式和主电路结构下，SVG装置本体输出电压的相位和幅度需要相应调整，以保证装置正常地吸收和发出无功功率。专利技术内容本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术的上述问题，提供一种能够适应不同变压器接入方式和不同主电路结构下控制需要的基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法，实施步骤包括：1)设置主电路结构的接入方式；2)针对SVG进行电流采样，根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相装置电流相位变换到高压侧；3)进行系统电压采样，将采样得到的系统线电压作为同步变换电压基准计算同步角；4)针对SVG进行负荷电流采样，根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相负荷电流变换到与三相装置电流相位同一个基准；5)对变换后的负荷电流，以所述同步角计算需要补偿的无功分量，并根据同步角变换生成三相参考电流；6)在得到三相参考电流的基础上，根据主电路结构的接入方式选择采用零序电压或零序电流控制SVG的相间平衡，得到用于控制SVG的相间平衡的三相参考电压；7)对三相参考电压进行归一化折算得到归一化的参考电压；8)将归一化的参考电压进行载波移相比较后得到用于控制功率模块的脉冲信号，将脉冲信号输出值SVG的功率模块。优选地，步骤2)中根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相装置电流相位变换到高压侧时，如果主电路结构的接入方式为星接SVG经Dyn11变压器或Yd11变压器接入系统，则根据式(1)将采样得到的三相装置电流相位变换到高压侧，否则采样得到的三相装置电流相位和高压侧相位相同且无需转换；所述星接SVG是指SVG的A相、B相和C相桥臂共用中点呈星型；式(1)中，Ia0、Ib0、Ic0是进行SVG电流采样得到的三相装置电流，Ia、Ib、Ic是SVG相位变换到高压侧后的三相装置电流。优选地，步骤4)中根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相负荷电流变换到与三相装置电流相位同一个基准时，如果主电路结构的接入方式为星接SVG经Dyn11变压器或Yd11变压器接入系统时，则根据式(2)将采样得到的三相负荷电流变换到与三相装置电流相位同一个基准；否则，采样得到的负荷电流变换到与三相装置电流相位基准相同无需转换；所述星接SVG是指SVG的A相、B相和C相桥臂共用中点呈星型；式(2)中，Ila0、Ilb0和Ilc0是针对SVG进行负荷电流采样得到的三相负荷电流，Ila、Ilb和Ilc是变换到与三相装置电流相位同一个基准后的三相负荷电流。优选地，步骤6)中的详细步骤包括：6.1)检查主电路结构的接入方式，如果主电路结构的接入方式为星接SVG经Dyn11或YD11变压器接入系统，或SVG角接时，跳转执行步骤6.2)；如果主电路结构的接入方式为星接SVG直挂或经YY变压器接入系统时，跳转执行步骤6.3)；6.2)计算用于控制SVG的相间平衡的零序电流，将得到的零序电流叠加在三相参考电流中，然后将叠加零序电流后的三相参考电流和相位变换到高压侧的三相装置电流进行瞬时电流跟踪，得到用于控制SVG的相间平衡的三相参考电压；跳转执行步骤7)；6.3)计算用于控制SVG的相间平衡的零序电压，将得到的零序电压叠加在三相参考电压中，得到用于控制SVG的相间平衡的三相参考电压；跳转执行步骤7)。优选地，步骤6.2)中计算用于控制SVG的相间平衡的零序电流的函数表达式如式(3)所示；式(3)中，I0为用于控制SVG的相间平衡的零序电流，Pa、Pb、Pc分别为控制相间平衡时A、B、C三相各自所需的功率，Urms为SVG接入电压的有效值。优选地，步骤6.3)中计算用于控制SVG的相间平衡的零序电压的函数表达式如式(4)所示；式(4)中，U0为用于控制SVG的相间平衡的零序电压，Pa分别为控制相间平衡时a相所需的功率，Ia为SVG的A相输出电流的幅度，为SVG的A相输出电流的相位，为零序电压的相位。优选地，步骤7)对三相参考电压进行归一化折算得到归一化的参考电压的函数表达式如式(5)所示；式(5)中，Uref为归一化后的参考电压，Uref0为归一化前的参考电压，Up为SVG的装置额定电压，Us为SVG的装置接入电压，Udc为SVG的装置直流侧电压。本专利技术基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法具有下述优点：1、本专利技术基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法根据不同拓扑结构进行装置电流的折算、负荷电流的折算，同步电压的选择、零序电流和零序电压的变换和最终参考电压的归一化处理，根据不同的拓扑结构将装置电流从低压侧变换到高压侧，幅度统一折算。具体来说，即当SVG经变压器接入系统时，先不考虑变压器的变比，将变压器变比等效为1：1，根据各种拓扑结构将装置电流从低压侧变换到高压侧，再统一考虑变压器的变比，在幅度上统一折算，在SVG基本控制算法策略不变的情况下，通过该控制方法实现了SVG算法的通用性，具有下述有益效果：1)充分考虑了SVG应用现场多种拓扑接入方式的情况，该控制方法适合多种组别的电压器接入，适合星接和角接的主电路结构；2)通过参数设置变压器类型和主电路结构就可以实现该方法，大大增强了SVG的通用性和环境适应性；3)提高了SVG的调试效率，降低了管理维护成本，SVG的通用化设计减小了工程定制SVG现场升级的风险。2、本专利技术基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法可应用于多种拓扑结构，包括：1)星接SVG直挂接入系统；2)角接SVG直挂接入系统；3)星接SVG经Yy12变压器接入系统；4)星接SVG经Dyn11变压器接入系统；5)星接SVG经Yd11变压器接入系统，其中星接SVG是指SVG的A相、B相和C相桥臂共用中点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法，其特征在于实施步骤包括：1)设置主电路结构的接入方式；2)针对SVG进行电流采样，根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相装置电流相位变换到高压侧；3)进行系统电压采样，将采样得到的系统线电压作为同步变换电压基准计算同步角；4)针对SVG进行负荷电流采样，根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相负荷电流变换到与三相装置电流相位同一个基准；5)对变换后的负荷电流，以所述同步角计算需要补偿的无功分量，并根据同步角变换生成三相参考电流；6)在得到三相参考电流的基础上，根据主电路结构的接入方式选择采用零序电压或零序电流控制SVG的相间平衡，得到用于控制SVG的相间平衡的三相参考电压；7)对三相参考电压进行归一化折算得到归一化的参考电压；8)将归一化的参考电压进行载波移相比较后得到用于控制功率模块的脉冲信号，将脉冲信号输出值SVG的功率模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法，其特征在于实施步骤包括：1)设置主电路结构的接入方式；2)针对SVG进行电流采样，根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相装置电流相位变换到高压侧；3)进行系统电压采样，将采样得到的系统线电压作为同步变换电压基准计算同步角；4)针对SVG进行负荷电流采样，根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相负荷电流变换到与三相装置电流相位同一个基准；5)对变换后的负荷电流，以所述同步角计算需要补偿的无功分量，并根据同步角变换生成三相参考电流；6)在得到三相参考电流的基础上，根据主电路结构的接入方式选择采用零序电压或零序电流控制SVG的相间平衡，得到用于控制SVG的相间平衡的三相参考电压；7)对三相参考电压进行归一化折算得到归一化的参考电压；8)将归一化的参考电压进行载波移相比较后得到用于控制功率模块的脉冲信号，将脉冲信号输出值SVG的功率模块。2.根据权利要求1所述的基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法，其特征在于，步骤2)中根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相装置电流相位变换到高压侧时，如果主电路结构的接入方式为星接SVG经Dyn11变压器或Yd11变压器接入系统，则根据式(1)将采样得到的三相装置电流相位变换到高压侧，否则采样得到的三相装置电流相位和高压侧相位相同且无需转换；所述星接SVG是指SVG的A相、B相和C相桥臂共用中点呈星型；式(1)中，Ia0、Ib0、Ic0是进行SVG电流采样得到的三相装置电流，Ia、Ib、Ic是SVG相位变换到高压侧后的三相装置电流。3.根据权利要求1所述的基于相位变换的多拓扑结构下SVG通用控制方法，其特征在于，步骤4)中根据主电路结构的接入方式将采样得到的三相负荷电流变换到与三相装置电流相位同一个基准时，如果主电路结构的接入方式为星接SVG经Dyn11变压器或Yd11变压器接入系统时，则根据式(2)将采样得到的三相负荷电流变换到与三相装置电流相位同一个基准；否则，采样得到的负荷电流变换到与三相装置电流相位基准相同无需转换；所述星接SVG是指SVG的A相、B相和C相桥臂共用中点呈星型；

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，朱思国，李波，谭艳军，刘文华，韩英铎，赵香花，
申请(专利权)人：国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，湖南省湘电试研技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43