一种SVC的3次谐波电流的控制方法技术

本发明专利技术公开一种SVC的3次谐波电流的控制方法。该方法以TCR中的三相3次谐波电流信号为控制量，在三相电压不对称时，将相关电压及电流信号经滤波、比较放大、运算及调制处理后，得到晶闸管导通角的指令值，由此来控制TCR的三相3次谐波电流值接近对称，使得从SVC流入电网的3次谐波电流接近于零，从而抑制了电网电压的畸变，降低了3次谐波滤波器的容量及SVC的制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子
，更具体涉及一种SVC的3次谐波电流的控制方法，适用于对SVC的3次谐波电流的控制。
技术介绍
SVC用于电网补偿时，能维持输电线路节点电压保持稳定，降低因无功功率变化造成的电网电压波动，并能提高输电线路有功功率的传输能力和电网的静态稳定性。在电网故障情况下，SVC能增加系统阻尼，抑制电网的功率振荡，提高电网的动态稳定性。静态无功补偿器(SVC-static var compensator)通常由固定电容器组(FC-fixedcapacitor)和晶闸管控制电抗器(TCR-thyristor-controlled reactor)两部分组成。TCR在滞后的功率因数范围内可以提供连续可控的感性无功功率。为了将动态控制范围扩展到 超前的功率因数区域，TCR的额定容量应大于固定电容器组的额定容量。在需要按滞后功率因数运行时抵消容性无功功率后提供净感性无功功率。基本的TCR由一对反并联的晶闸管与一个线性的空心电抗器相串联而成。反并联的一对晶闸管类似一个双向开关，一个晶闸管在电源电压正半周时导通，与其反并联的另一个晶闸管在电源负半周时导通。晶闸管的触发角以其两端之间的电压过零点时作为计时起点。由于电抗器是感性负载，晶闸管触发角a的可控范围是90° -180°。当触发角为90°时反并联的一对晶闸管轮流全导通，此时TCR中的电流为连续的正弦波。当触发角a从90。变到接近180°时，TCR中的电流为断续的非正弦波。当电网电压对称时，非正弦波的电流波形正负半波对称，含有基波和一系列奇次高次谐波。三相TCR由3个单相TCR按三角形联结构成，为了防止电抗器短路时过高电压损坏晶闸管，将每一相电抗器分成两半，分别放置在反并联晶闸管的两侧。3个电抗器的电抗值相同，三相的晶闸管对称触发，三相中的相电流波形为对称的电流波形。在线电压对称的情况下，电流波形只含有基波和奇次高次谐波。由于三相TCR按三角联结，3的倍数次谐波在三角形内流通，即没有3的倍数次谐波流入电网。当电网电压不对称时，三相TCR中各相电流不对称，3的倍数次谐波电流不能形成零序电流而流入电网，使电网波形发生畸变。谐波将增加电网及用电设备的附加损耗，危害电网及用电设备的安全稳定运行，包括可能使SVC不能正常工作。抑制电网谐波是工程界长期以来研究的课题。为了抑制SVC流入电网的谐波，当前通常有以下几种方法I)在三相系统中，三个单相TCR按三角形方式联接。当三相TCR参数一致，三相电压平衡，晶闸管对称触发时，则通过电抗器的电流除基波外，还包括正序(6k+l)，零序(6k+3)次和负序(6k-l)次谐波。其中，3的倍数次谐波电流形成零序分量在接成三角形的电抗器内形成环流，不会流入电网。2)采用3次谐波滤波器，与3相TCR并联，吸收TCR及负载产生的3次谐波电流。上述第一种方法的缺点是，当电压不对称时，3的倍数次谐波电流在接成三角形的电抗器内不能形成零序分量，部分流入电网。上述第二种方法的缺点是提高了系统三次谐波滤波器的容量，增加了系统的成本。如上述所述，有必要克服现有技术的不足，研究一种SVC中3次谐波电流的控制方法，在三相电压不对称时，使得通过电网的3次谐波电流接近于零，从而抑制电网电压的畸变，降低SVC系统制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种SVC的3次谐波电流的控制方法，使得从SVC流入电网的3次谐波电流接近于零，则可以抑制电网电压畸变， 减少三次谐波滤波器的容量，降低SVC的制造成本。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种SVC的3次谐波电流的控制方法，包括以下步骤，步骤I、测量母线三相相电压瞬时值Usa、Usl^PUs。，根据母线三相相电压瞬时值得到母线相电压有效值Us;步骤2、测量负载三相电流瞬时值U、iLb和L，根据负载三相电流瞬时值得到负载相电流有效值k;步骤3、通过母线相电压有效值Us和负载相电流有效值k得到负载的等效电纳Bl;步骤4、根据负载的等效电纳导到Bsvc=Bref-Bf BFC+BTai，其中B,ef为维持母线上电压平衡的总电纳参考值，Brc为固定电容器组的电纳，Btce为晶闸管控制电抗器的电纳；步骤5、根据Bsv。得到维持母线上电压平衡时TCR中晶闸管触发角a ；步骤6、根据维持母线上电压平衡时TCR中晶闸管触发角a可得到TCR中3次谐波电流幅值；步骤7、根据TCR中3次谐波电流幅值可得到对TCR中晶闸管触发角a的导数F(a3)；步骤8、测量TCR中3相电流的瞬时值iTa、iTb和iT。，将TCR中3相电流的瞬时值经过3次谐波滤波后得到TCR中3相谐波电流的有效值iTa3、iTb3和并计算TCR中3相谐波电流的平均值iT3V ;步骤9、通过TCR中3相谐波电流的有效值与TCR中3相谐波电流的平均值得到TCR中3次谐波电流平均值的误差；步骤10、根据TCR中3次谐波电流平均值的误差和步骤7中的导数F(a 3)得到TCR中3相3次谐波电流误差对应的触发角偏移值；步骤11、根据3相3次谐波电流误差对应的触发角偏移值与步骤5中的TCR中晶闸管触发角a，得到维持三相3次谐波电流平衡的TCR中各相晶闸管的触发角；步骤12、根据TCR中各相的触发角得到TCR中各相的触发脉冲pulse A、pulseB和pulse C。如上所述的步骤I中母线相电压有效值Us是基于以下公式Us2 = U-2+Uf 鳥 '所述的步骤2中负载相电流有效值k是基于以下公式 2 2 2iL2 = iLa +iL3b +kc o如上所述的步骤4中晶闸管控制电抗器的电纳Brai是基于以下公式_I 『2(tt —a)—sin 2 aBtcr = — ^-, 其中&为TCR中每相的电抗，a为TCR中晶闸管触发角，为圆周率。如上所述的步骤5中的TCR中晶闸管触发角a是基于以下公式的逆变换Bsvc (a) = Bfc + Btcr =Bfc+士 [2(TT^~Sm2a，其中\为TCR中每相的电抗，a为TCR中晶闸管触发角，为圆周率。如上所述的步骤6中TCR中3次谐波电流幅值与晶闸管触发角a的关系是基于公式^ ，T / 、 4Um rsin4a , sin 2asin3ofI3 (a) = — [— + — - cosa 丁 j，其中I3( a )为TCR中3次谐波电流的幅值，Uni电源线电压幅值，为TCR中每相的电抗，a为TCR中晶闸管触发角。如上所述的步骤7中3次谐波电流幅值对TCR中晶闸管触发角a的导数F( a 3)是基于以下公式；厂 ^、 dl^(a) 4Um fcos4a , cos2a , sinasin2a'F(a3) = = ^~~ , da TT Xi I 223 J其中I3(a )为TCR中3次谐波电流的幅值，Uni电源线电压幅值，为TCR中每相的电抗，a为TCR中晶闸触发角，为圆周率。如上所述的步骤8中TCR中3相谐波电流的平均值iT3V基于以下公式iT3V = UTa3+i3+iTc3)。如上所述的步骤9中TCR中3次谐波电流平均值的误差是基于以下公式 !吗3 3 — ^TaS ~ !T3V AiTb3 二 ^Tb 3 — ^TSV 3 = ^TcS - ^TSV其中A iTa3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SVC的3次谐波电流的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤1、测量母线三相相电压瞬时值Usa、Usb和Usc，根据母线三相相电压瞬时值得到母线相电压有效值Us；步骤2、测量负载三相电流瞬时值iLa、iLb和iLc，根据负载三相电流瞬时值得到负载相电流有效值iL；步骤3、通过母线相电压有效值Us和负载相电流有效值iL得到负载的等效电纳BL；步骤4、根据负载的等效电纳BL得到Bsvc=Bref？BL=BFC+BTCR，其中Bref为维持母线上电压平衡的总电纳参考值,BFC为固定电容器组的电纳，BTCR为晶闸管控制电抗器的电纳；步骤5、根据Bsvc得到维持母线上电压平衡时TCR中晶闸管触发角α；步骤6、根据维持母线上电压平衡时TCR中晶闸管触发角α可得到TCR中3次谐波电流幅值；步骤7、根据TCR中3次谐波电流幅值可得到对TCR中晶闸管触发角α的导数F(α3)；步骤8、测量TCR中3相电流的瞬时值iTa、iTb和iTc，将TCR中3相电流的瞬时值经过3次谐波滤波后得到TCR中3相谐波电流的有效值iTa3、iTb3和iTc3，并计算TCR中3相谐波电流的平均值iT3V；步骤9、通过TCR中3相谐波电流的有效值与TCR中3相谐波电流的平均值得到TCR中3次谐波电流平均值的误差；步骤10、根据TCR中3次谐波电流平均值的误差和步骤7中的导数F(α3)得到TCR中3相3次谐波电流误差对应的触发角偏移值；步骤11、根据3相3次谐波电流误差对应的触发角偏移值与步骤5中的TCR中晶闸管触发角α，得到维持三相3次谐波电流平衡的TCR中各相晶闸管的触发角；步骤12、根据TCR中各相的触发角得到TCR中各相的触发脉冲pulse？A、pulseB和pulse？C。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范少春，梅震，卢运正，周俊，彭建怀，龚世缨，
申请(专利权)人：湖北三环发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：