本发明专利技术提供一种基于瞬时功率平衡的静止无功补偿器电流检测方法，具体为：对变压器低压侧A相相电压及STATCOM补偿点A相相电压进行锁相；将变压器低压侧三相电流根据变压器低压侧相电压旋转矢量的方向进行abc/pq变换，得到负载电流的无功直流分量；根据瞬时功率平衡原理，将负载电流无功直流分量转换为STATCOM补偿点所需注入的无功电流直流分量，以此作为STATCOM输出参考电流的q轴直流分量iqref；再将iqref根据STATCOM补偿点相电压旋转矢量的方向进行abc/pq反变换，即可得到STATCOM的三相输出无功电流指令值，以此控制STATCOM的实际输出电流。本发明专利技术解决STATCOM补偿点与负载电流检测点跨越变压器所带来的电流检测问题，STATCOM的安装位置十分灵活，同时无功电流检测算法具有很好的响应速度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统无功补偿技术，具体涉及一种静止无功补偿装置电流检测方法。
技术介绍
在电力系统中，为改善电网的电能质量，提高电网电源侧的功率因数，通常在变压器的低压侧设置无功补偿装置。静止无功补偿器(Static var compensator，以下简称 STATC0M)是一种广泛应用的动态无功补偿装置。在STATC0M运行中，当负载所需的无功功率发生变化时，要求STATC0M能够快速地进行动态跟踪补偿，这首先依赖于STATC0M指令电流的实时检测计算方法。目前，STATC0M指令电流检测计算方法广泛采用基于瞬时无功功率理论的运算方式。、-、运算方式具有实时性好、检测结果不受电压波形畸变的影响等优点，图1所示为传统检测无功电流的ip-i,运算方式原理图，其工作原理为首先将负载三相电流ia、 ib、i。按照式⑴进行变换，得到pq旋转坐标系下负载电流的有功直流分量ip与无功直流分量ia ΛΙΧ 20ΛΙΧ 1 fx3传统的ip-iq无功电流检测方法由于直接把负载电流的无功分量作为STATC0M输出无功电流的指令值，因此其仅适合于STATC0M补偿点与负载电流检测点位于同一位置的情况，STATC0M补偿点被限制在负载电流检测点。如果补偿点与负载电流检测点位于不同位置，如跨越变压器两侧，由于STATC0M补偿点与负载电流检测点的电压幅值及相位存在偏差，致使传统的ip-i,无功电流检测法不再适用。因此，传统的ip-i,无功电流检测方法限制了 STATC0M补偿点的位置，不利于补偿方式的灵活选取。
技术实现思路
本专利技术方法的目的在于解决STATC0M补偿点与负载电流检测点跨越变压器所带来的补偿装置电流检测问题，提供了一种基于瞬时功率平衡原理的改进的、-、无功电流检测方法，实现补偿装置补偿点的灵活设置。，具体为(1)采样当前时刻变压器低压侧的三相相电压和三相电流，及静止无功补偿器 STATC0M补偿点的三相相电压；(2)依据变压器低压侧三相相电压的采样值计算变压器低压侧A相相电压的相位识VLa，得到变压器低压侧相电压旋转矢量的方向；依据STATC0M补偿点三相相电压的采样值计算STATC0M补偿点A相相电压的相位卿Ta，得到STATC0M补偿点相电压旋转矢量的方向；(3)将变压器低压侧相电压旋转矢量的方向作为Pq旋转坐标系的ρ轴方向，对变压器低压侧三相电流进行abc三相坐标系到pq旋转坐标系的坐标变换，简称abc/pq坐标变换，得到负载电流的无功直流分量‘；(4)计算STATC0M补偿点所需注入无功电流的直流分量iqT = ‘/K，K为STATC0M 补偿点相电压与负载相电压的比值，以iqT作为STATC0M输出参考电流的q轴直流分量Iqref >(5)将STATC0M补偿点相电压旋转矢量的方向作为pq旋转坐标系的ρ轴方向，对 STATC0M输出参考电流的q轴直流分量‘ef进行pq旋转坐标系到abc三相坐标系的坐标变换，简称abc/pq坐标反变换，得到STATC0M的三相输出无功电流指令值。进一步地，为了控制STATC0M直流侧电容电压稳定，所述步骤(5)还将控制 STATC0M直流电容电压的比例积分环节的输出作为STATC0M输出参考电流的P轴直流分量 ipref,对iPref和—起进行abc/pq坐标反变换得到STATC0M总的三相输出电流指令值。本专利技术方法首先对变压器低压侧A相相电压及STATC0M补偿点A相相电压进行锁相；将变压器低压侧三相电流根据变压器低压侧相电压旋转矢量的方向进行abc/pq坐标变换，得到负载电流的无功直流分量；根据瞬时功率平衡原理，将负载电流无功直流分量转换为STATC0M补偿点所需注入的无功电流直流分量，以此作为STATC0M输出参考电流的q 轴直流分量；并将控制STATC0M直流电容电压的比例积分环节的输出作为STATC0M输出参考电流的P轴直流分量ipref ；再将ipMf和根据STATC0M补偿点相电压旋转矢量的方向进行abc/pq坐标反变换，即可得到STATC0M的三相输出电流指令值iaref、itoef、i。ref，以此来调节控制STATC0M的实际输出电流。具体而言，本专利技术具有以下技术效果(1)本专利技术方法进一步拓展了传统的ip_ia无功电流检测方法，突破了传统ip_ia算法中STATC0M补偿点与负载电流检测点位于同一位置的局限性，从而使STATC0M的安装位置不受限制，可以灵活选择补偿点的位置。(2)灵活选择补偿点的位置可以合理选定STATC0M的输出电压大小，从而可以降低电力电子器件的耐压要求，简化STATC0M主电路拓扑结构，降低成本，同时还可以提高电力电子器件的开关频率，改善电流波形。(3)本专利技术方法基于瞬时功率平衡原理，确保STATC0M完全补偿负载所需的无功功率，实时性好，动态响应快；同时，本专利技术方法不受系统电压畸变的影响，当系统电压发生畸变时，仍然具有准确的检测结果。附图说明图1为传统检测无功电流的ip-iq运算方式原理图。图2为电压电流旋转矢量、abc三相坐标系、pq旋转坐标系的关系示意图。图3为基于瞬时功率平衡原理的STATC0M改进的无功电流检测方法原理图。图4为包括直流电压控制的STATC0M指令电流计算方法原理图。图5为STATC0M仿真模型及控制算法示意图。图6为仿真模型变压器高压侧A相电压、电流波形图。图7为仿真模型STATC0M补偿点A相电压及补偿电流波形图。具体实施例方式本专利技术首先将变压器低压侧三相电流根据变压器低压侧相电压旋转矢量的方向进行abc三相坐标系到pq旋转坐标系的变换，简称abc/pq坐标变换，得到负载电流的无功直流分量‘；然后根据功率平衡原理，将、转换为STATC0M补偿点所需注入的无功电流直流分量iqT，以此作为STATC0M输出参考电流的q轴直流分量；再将、ef根据STATC0M 补偿点相电压旋转矢量的方向进行abc/pq坐标反变换，即可得到STATC0M的三相输出无功电流指令值。以此来控制STATC0M的输出电流，可以确保STATC0M输出的无功功率和负载所需的无功功率相等，从而达到补偿负载无功、提高电网功率因数的目的。下面通过借助实施例更加详细地说明本专利技术，但以下实施例仅是说明性的，本专利技术的保护范围并不受这些实施例的限制。附图3所示为本专利技术所提的基于瞬时功率平衡原理的STATC0M改进的无功电流检测方法原理图，附图4所示为包括直流电容电压控制的STATC0M指令电流计算方法原理图，附图5所示为STATC0M仿真模型及控制算法示意图。在本专利技术所提的基于瞬时功率平衡的STATC0M改进的、_、无功电流检测方法中， STATC0M的补偿点位置不受负载电流检测点的限制，可以灵活设置。附图5所示为负载电压和电流检测点设在变压器低压侧L处，STATC0M补偿点设在变压器高压绕组中间抽头T处的情况，下面以附图5所示情况进行说明，当补偿点设置在其他位置时，计算步骤和下述步骤相同。在整个过程中，需要对变压器低压侧L处的三相相电压和三相电流、STATC0M补偿点T处的三相相电压及STATC0M输出三相电流进行采样，得到当前时刻上述电压、电流的瞬时值。5 1、对变压器低压侧A相相电压进行锁相(PLL)设当前采样时刻为、，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于瞬时功率平衡的静止无功补偿装置电流检测方法，具体为：（１）采集当前时刻变压器低压侧的三相相电压和三相电流，及静止无功补偿器ＳＴＡＴＣＯＭ补偿点的三相相电压；（２）依据变压器低压侧三相相电压的采样值计算变压器低压侧Ａ相相电压的相位得到变压器低压侧相电压旋转矢量的方向；依据ＳＴＡＴＣＯＭ补偿点三相相电压的采样值计算ＳＴＡＴＣＯＭ补偿点Ａ相相电压的相位得到ＳＴＡＴＣＯＭ补偿点相电压旋转矢量的方向；（３）将变压器低压侧相电压旋转矢量的方向作为ｐｑ旋转坐标系的ｐ轴方向，对变压器低压侧三相电流进行ａｂｃ三相坐标系到ｐｑ旋转坐标系的坐标变换，得到负载电流的无功直流分量ｉｑＬ；（４）计算ＳＴＡＴＣＯＭ补偿点所需注入的无功电流直流分量ｉｑＴ＝ｉｑＬ／Ｋ，其中，Ｋ为ＳＴＡＴＣＯＭ补偿点相电压与负载相电压的比值，将ｉｑＴ作为ＳＴＡＴＣＯＭ输出参考电流的ｑ轴直流分量ｉｑｒｅｆ；（５）将ＳＴＡＴＣＯＭ补偿点相电压旋转矢量的方向作为ｐｑ旋转坐标系的ｐ轴方向，对ＳＴＡＴＣＯＭ输出参考电流的ｑ轴直流分量ｉｑｒｅｆ进行ｐｑ旋转坐标系到ａｂｃ三相坐标系的坐标变换，得到ＳＴＡＴＣＯＭ的三相输出无功电流指令值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尹项根，文明浩，张哲，王存平，刘健，熊卿，张斌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83
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