三相四线制静止无功发生器的控制方法及控制电路技术

本发明专利技术揭示了一种三线四线制静止无功发生器的控制方法及控制电路，包括：将0轴旋转坐标电感实时电流值和0轴电流指令值分别进行鲁棒控制运算和重复控制运算得出0轴电流环控制输出值；对d轴和q轴电流环分别进行PI控制运算得到d轴电流环控制输出值和q轴电流环控制输出值；将所述d轴电流环控制输出值、q轴电流环控制输出值和0轴电流环控制输出值、电网电压基波正序角速度、旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值进行计算得出旋转坐标调制波实时值，利用旋转坐标调制波实时值、电网电压基波正序角度通过反派克变换换算生成实时调制信号，并根据所述实时调制信号。有效地抑制三相四线制静止无功发生器注入电网的中性线电流谐波。

Control method and control circuit of three phase four wire static var generator

The invention reveals a control method and control circuit of a three wire and four wire static var generator, including the robust control operation of the 0 axis rotating coordinate inductor and the 0 axis current instruction value, respectively, to obtain the output value of the 0 axis current loop, and carry out PI control for the d axis and the q axis current ring respectively. The output values of the d axis current loop control output value and the q axis current loop are calculated, and the output values of the d axis current loop control output value, the output value of the q axis current loop control and the 0 axis current loop control output value, the power grid voltage base wave positive sequence angle velocity, the real time voltage value of the rotating coordinate grid and the rotary sitting standard inductance current value are calculated. The real time value of coordinate modulation wave is converted into real time modulation signal by inverse Parker transform using the real time value of the rotating coordinate modulation wave and the positive sequence angle of the voltage base wave of the power grid. The neutral line current harmonics of three-phase four wire static var generator injected into the power grid can be effectively suppressed.

【技术实现步骤摘要】
三相四线制静止无功发生器的控制方法及控制电路
本专利技术涉及到配电网的无功补偿
，特别是涉及到一种三相四线制静止无功发生器的控制方法及控制电路。
技术介绍
三相四线制静止无功发生器是一种有源式电力电子装置，采用三相四线制静止无功发生器对配电网进行无功补偿，能够实现实时快速和无级补偿的补偿效果效果，同时具有提高功率因数、维持电网电压稳定等优点。并且随着技术进步、核心器件成本降低，在我国三相四线制供电系统中，三相四线制静止无功发生器有逐步取代传统式电容补偿装置的趋势。民用三相四线制供电方式中，往往存在功率因数偏低、供电变压器损耗大和配电网末端电压降低等问题。传统解决方式一般是配置无源补偿设备，如：电容补偿装置，对配电网进行补偿，但这类装置存在响应速度慢、补偿精度差以及容易与系统发生谐振等问题。然而，由于三相四线制静止无功发生器三相开关的调节作用，容易导致中性线出现零序谐波分量，如3次谐波、9次谐波等，使得三相四线制静止无功发生器的输出电流畸变率增大，对电网造成附加的谐波污染，严重时甚至导致装置无法稳定运行。因此，三相四线制静止无功发生器对自身中性线电流谐波的抑制效果是影响其实现补偿功能的关键因素。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供三相四线制静止无功发生器的控制方法及控制电路，有效地抑制静止无功发生器运行中产生的中性线电流谐波。本专利技术提出一种三相四线制静止无功发生器的控制方法，包括如下步骤：获取静止无功发生器并网处的电网实时电压值和电感实时电流值、电网电压基波正序角速度和负载实时电流值；将上述电网实时电压值进行计算得出电网电压基波正序角度；将abc静止坐标系下的上述电网实时电压值、电感实时电流值通过派克变换换算成dq0旋转坐标系下的旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值，上述旋转坐标电网实时电压值包括d轴旋转坐标电网实时电压值、q轴旋转坐标电网实时电压值和0轴旋转坐标电网实时电压值，上述旋转坐标电感实时电流值包括d轴旋转坐标电感实时电流值、q轴旋转坐标电感实时电流值和0轴旋转坐标电感实时电流值；将上述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值；将d轴电流误差值进行PI控制运算得出d轴电流环控制运算输出值；将q轴电流误差值进行PI控制运算得出q轴电流环控制运算输出值；将0轴电流误差值进行鲁棒控制运算得出0轴电流环鲁棒控制运算输出值；将0轴电流误差值进行重复控制运算得出0轴电流环重复控制运算输出值；根据上述0轴鲁棒控制运算输出值和0轴重复控制运算输出值，计算出0轴电流环控制输出值；将上述d轴电流环控制输出值、q轴电流环控制输出值和0轴电流环控制输出值、电网电压基波正序角速度、旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值进行计算得出dq0旋转坐标系下的旋转坐标调制波实时值；将上述旋转坐标调制波实时值通过派克反变换换算成abc静止坐标系下的调制波实时值；利用上述调制波实时值生成实时调制信号，并根据上述实时调制信号控制静止无功发生器。进一步地，在上述三相四线制静止无功发生器的控制方法中，将上述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值的步骤，包括：将d轴旋转坐标电感实时电流值、总电压控制输出值、d轴旋转坐标指令电流值进行运算得出d轴电流误差值；将q轴旋转坐标电感实时电流值、q轴旋转坐标指令电流值进行运算得出q轴电流误差值；将0轴旋转坐标电感实时电流值、均压控制输出值、0轴旋转坐标指令电流值进行运算得出0轴电流误差值。进一步地，在上述三相四线制静止无功发生器的控制方法中，在将上述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值的步骤之前，还包括步骤：获取静止无功发生器直流侧的上电容实时电压值和下电容实时电压值；将上述直流侧上电容实时电压值和下电容实时电压值相加，再减去总电压参考值所得的差值进行PI控制运算得出总电压控制输出值；将上述直流侧上电容实时电压值与下电容实时电压值的差值进行PI控制运算得出均压控制输出值；进一步地，在上述三相四线制静止无功发生器的控制方法中，在将上述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值的步骤之前，还包括步骤：获取静止无功发生器并网处的负载实时电流值；将上述负载实时电流值进行计算得出dq0旋转坐标系下的旋转坐标指令电流值，上述旋转坐标指令电流值包括d轴旋转坐标指令电流值、q轴旋转坐标指令电流值和0轴旋转坐标指令电流值。进一步地，在上述三相四线制静止无功发生器的控制方法中，在将上述d轴电流环控制输出值、q轴电流环控制输出值和0轴电流环控制输出值、电网电压基波正序角速度、旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值进行计算得出dq0旋转坐标系下的旋转坐标调制波实时值的步骤中，计算公式为：式中，vod为d轴电流环控制运算输出值，voq为q轴电流环控制运算输出值，vo0为0轴电流环控制运算输出值；uod、uoq和uo0分别为对应坐标轴的旋转坐标调制波实时值；ugd、ugq和ug0分别为对应坐标轴的旋转坐标电网实时电压值；w为电网电压基波正序角速度，iCd、和iCq分别为d轴和q轴的电感实时电流值。本专利技术还提供一种三相四线制静止无功发生器的控制电路，包括：第一测量模块，用于获取静止无功发生器并网处的电网实时电压值和电感实时电流值、电网电压基波正序角速度和负载实时电流值；锁相环，用于将上述电网实时电压值进行计算得出电网电压基波正序角度；第一派克变换器，用于将abc静止坐标系下的上述电网实时电压值、电感实时电流值通过派克变换换算成dq0旋转坐标系下的旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值，上述旋转坐标电网实时电压值包括d轴旋转坐标电网实时电压值、q轴旋转坐标电网实时电压值和0轴旋转坐标电网实时电压值，上述旋转坐标电感实时电流值包括d轴旋转坐标电感实时电流值、q轴旋转坐标电感实时电流值和0轴旋转坐标电感实时电流值；误差电流计算模块，用于将上述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值，并输出上述电流误差值；第一PI控制器，用于将d轴电流误差值进行PI控制运算得出d轴电流环控制运算输出值；第二PI控制器，用于将q轴电流误差值进行PI控制运算得出q轴电流环控制运算输出值；鲁棒控制器，用于将0轴电流误差值进行鲁棒控制运算得出0轴电流环鲁棒控制运算输出值；重复控制器，用于将0轴电流误差值进行重复控制运算得出0轴电流环重复控制运算输出值；0轴电流环计算模块，用于根据上述0轴鲁棒控制运算输出值和0轴重复控制运算输出值，计算出0轴电流环控制输出值；旋转调制波合成模块，用于将上述d轴电流环控制输出值、q轴电流环控制输出值和0轴电流环控制输出值、电网电压基波正序角速度、旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值进行计算得出dq0旋转坐标系下的旋转坐标调制波实时值；第二派克变换器，用于将上述旋转坐标调制波实时值通过派克反变换换算成abc静止坐标系下的调制波实时值；PWM调制模块，用于利用上述调制波实时值生成实时调制信号，并根据上述实时调制信号控制静止无功发生器；上述第一测量模块与上述锁相环电连接，并通过上述第一派克变换器与上述误差电流计算模块电连接，上述误差电流计算模块分别与上述第一PI控制器、第二PI控制器、鲁棒控制器和重复控制器电连接；上述锁相环分别与第一派克变换器和第二派克变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相四线制静止无功发生器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取静止无功发生器并网处的电网实时电压值和电感实时电流值、电网电压基波正序角速度和负载实时电流值；将所述电网实时电压值进行计算得出电网电压基波正序角度；将abc静止坐标系下的所述电网实时电压值、电感实时电流值通过派克变换换算成dq0旋转坐标系下的旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值，所述旋转坐标电网实时电压值包括d轴旋转坐标电网实时电压值、q轴旋转坐标电网实时电压值和0轴旋转坐标电网实时电压值，所述旋转坐标电感实时电流值包括d轴旋转坐标电感实时电流值、q轴旋转坐标电感实时电流值和0轴旋转坐标电感实时电流值；将所述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值；将d轴电流误差值进行PI控制运算得出d轴电流环控制运算输出值；将q轴电流误差值进行PI控制运算得出q轴电流环控制运算输出值；将0轴电流误差值进行鲁棒控制运算得出0轴电流环鲁棒控制运算输出值；将0轴电流误差值进行重复控制运算得出0轴电流环重复控制运算输出值；根据所述0轴鲁棒控制运算输出值和0轴重复控制运算输出值，计算出0轴电流环控制输出值；将所述d轴电流环控制输出值、q轴电流环控制输出值和0轴电流环控制输出值、电网电压基波正序角速度、旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值进行计算得出dq0旋转坐标系下的旋转坐标调制波实时值；将所述旋转坐标调制波实时值通过派克反变换换算成abc静止坐标系下的调制波实时值；利用所述调制波实时值生成实时调制信号，并根据所述实时调制信号控制静止无功发生器。...

【技术特征摘要】
1.一种三相四线制静止无功发生器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取静止无功发生器并网处的电网实时电压值和电感实时电流值、电网电压基波正序角速度和负载实时电流值；将所述电网实时电压值进行计算得出电网电压基波正序角度；将abc静止坐标系下的所述电网实时电压值、电感实时电流值通过派克变换换算成dq0旋转坐标系下的旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值，所述旋转坐标电网实时电压值包括d轴旋转坐标电网实时电压值、q轴旋转坐标电网实时电压值和0轴旋转坐标电网实时电压值，所述旋转坐标电感实时电流值包括d轴旋转坐标电感实时电流值、q轴旋转坐标电感实时电流值和0轴旋转坐标电感实时电流值；将所述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值；将d轴电流误差值进行PI控制运算得出d轴电流环控制运算输出值；将q轴电流误差值进行PI控制运算得出q轴电流环控制运算输出值；将0轴电流误差值进行鲁棒控制运算得出0轴电流环鲁棒控制运算输出值；将0轴电流误差值进行重复控制运算得出0轴电流环重复控制运算输出值；根据所述0轴鲁棒控制运算输出值和0轴重复控制运算输出值，计算出0轴电流环控制输出值；将所述d轴电流环控制输出值、q轴电流环控制输出值和0轴电流环控制输出值、电网电压基波正序角速度、旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值进行计算得出dq0旋转坐标系下的旋转坐标调制波实时值；将所述旋转坐标调制波实时值通过派克反变换换算成abc静止坐标系下的调制波实时值；利用所述调制波实时值生成实时调制信号，并根据所述实时调制信号控制静止无功发生器。2.根据权利要求1所述的三相四线制静止无功发生器的控制方法，其特征在于，将所述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值的步骤，包括：将d轴旋转坐标电感实时电流值、总电压控制输出值和d轴旋转坐标指令电流值进行运算得出d轴电流误差值；将q轴旋转坐标电感实时电流值和q轴旋转坐标指令电流值进行运算得出q轴电流误差值；将0轴旋转坐标电感实时电流值、均压控制输出值和0轴旋转坐标指令电流值进行运算得出0轴电流误差值。3.根据权利要求2所述的三相四线制静止无功发生器的控制方法，其特征在于，在将所述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值的步骤之前，还包括步骤：获取静止无功发生器直流侧的上电容实时电压值和下电容实时电压值；将所述直流侧上电容实时电压值和下电容实时电压值相加，再减去总电压参考值所得的差值进行PI控制运算得出总电压控制输出值；将所述直流侧上电容实时电压值与下电容实时电压值的差值进行PI控制运算得出均压控制输出值。4.根据权利要求2所述的三相四线制静止无功发生器的控制方法，其特征在于，在将所述旋转坐标电感实时电流值进行计算得出电流误差值的步骤之前，还包括步骤：获取静止无功发生器并网处的负载实时电流值；将所述负载实时电流值进行计算得出dq0旋转坐标系下的旋转坐标指令电流值，所述旋转坐标指令电流值包括d轴旋转坐标指令电流值、q轴旋转坐标指令电流值和0轴旋转坐标指令电流值。5.根据权利要求1所述的三相四线制静止无功发生器的控制方法，其特征在于，在将所述d轴电流环控制输出值、q轴电流环控制输出值和0轴电流环控制输出值、电网电压基波正序角速度、旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值进行计算,得出dq0旋转坐标系下的调制波实时值的计算公式为：式中，vod为d轴电流环控制运算输出值，voq为q轴电流环控制运算输出值，vo0为0轴电流环控制运算输出值；uod、uoq和uo0分别为对应坐标轴的旋转坐标调制波实时值；ugd、ugq和ug0分别为对应坐标轴的旋转坐标电网实时电压值；w为电网电压基波正序角速度，iCd、和iCq分别为d轴和q轴的电感实时电流值。6.一种三相四线制静止无功发生器的控制电路，其特征在于，包括：第一测量模块，用于获取静止无功发生器并网处的电网实时电压值和电感实时电流值、电网电压基波正序角速度和负载实时电流值；锁相环，用于将所述电网实时电压值进行计算得出电网电压基波正序角度；第一派克变换器，用于将abc静止坐标系下的所述电网实时电压值、电感实时电流值通过派克变换换算成dq0旋转坐标系下的旋转坐标电网实时电压值、旋转坐标电感实时电流值，所述旋转坐标电网实时电压值包括d轴旋转坐标电网实时电压值、q轴旋转坐标电网实时电压值和0轴旋转坐标电网实时电压值；旋转坐标电感实时电流值包括d轴旋转坐标电感实时电流值、q轴旋转坐标电感实时电流值和0轴旋转坐标电感实时电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮阳，李志超，洪波，
申请(专利权)人：深圳市海思瑞科电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44