无谐波及无功检测的配电静止同步补偿控制方法。一般的配电静止同步补偿器需要检测无功与谐波电流，导致电流互感器较多，检测计算量大，计算累积误差大，延时较大。一种无谐波及无功检测的配电静止同步补偿控制方法，通过直流侧电容电压设定值与反馈值的差值，经过比例积分调节得到系统基波有功分量值，然后与电网电源侧电流值相减，得到需要补偿的谐波及无功电流值。本发明专利技术用于无谐波及无功检测的配电静止同步补偿控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
一般的配电静止同步补偿器需要检测无功与谐波电流，导致电流互感器较多，检测计算量大，计算累积误差大，延时较大。随着现代工业的迅速发展，配电网中各种电力电子设备不断增多，许多用电负荷较大的企业，负荷呈非线性和冲击性，引发了诸多电能质量问题，如三相不平衡、电压闪变和波动、低功率因数和谐波问题等，其中尤以谐波和无功问题最为严重，因此必须采用滤波与无功补偿装置对上述电能质量问题加以治理。传统的配电网无功补偿采用晶闸管投切电容器(Thyristor Switched Capacitor, TSC)装置,谐波治理采用无源电力滤波器(PassivePower Filter, PPF)。但在实际应用时，由于无功与非线性负荷幅值可能随时快速变化，因此上述传统补偿装置由于响应速度慢、补偿效果差、易引起谐振等，已经不能满足要求。近年来一种消除动态谐波和进行无功补偿的理想电力电子装置一配电静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator, DSTATC0M)应运而生，基本原理是检测出补偿对象中的谐波及无功分量，然后将其反相产生补偿指令电流，通过脉冲宽度调制(Pulse-Width Modulation, PWM)控制电力电子开关绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT),产生大小相等、相位相反的补偿量注入配电网，与谐波和无功电流进行叠加，消除谐波电流，补偿无功功率，这一技术有着广阔的发展前景。配电静止同步补偿器通常由控制器与三相电力电子变流器两部分组成，其核心技术是控制器的设计。一般控制器由指令运算电路和补偿电路两大部分组成。指令运算电路是检测出补偿对象中的谐波及无功分量，然后将其反相产生补偿指令电流；补偿电路是根据指令运算电路得出的补偿指令信号，控制变流器产生补偿电流。传统的指令运算电路谐波与无功检测方法已经有多种，主要有提取基波分量法、快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)法、瞬时无功功率理论算法、自适应检测法。提取基波分量法原理比较简单，就是从补偿对象中提取基波分量，然后从原信号中减去基波量，就是需补偿的量，但由于易受元件参数影响，已很少应用。FFT法其基本原理将采样一个周期的被检测对象中的电流信号用FFT法分解，得出各次谐波的表达式。FFT快速算法能快速计算出被测对象中的各次谐波，但缺点是需一个电源周期的时间来采样，因而有延时。自适应检测法是基于自适应干扰抵消原理，用检测到的负载电流减去基波有功电流分量，得到需补偿的谐波及无功电流指令值。此法的优点是不受电网电压影响，缺点是动态响应速度慢。基于瞬时无功功率理论的算法当只检测无功时，没有延时；但是当检测谐波时，因采用不同的低通滤波器会有延时。上述检测无功与谐波的检测算法的共同问题在于需要检测的电流互感器较多；检测计算量较大，计算公式较多，计算累积误差大；算法中存在低通滤波器环节，延时较大；采用模拟电路时电路实现复杂，采用数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)计算时需要占用较大的程序量与较长的控制时间。以往的配电静止同步补偿器的控制方式需要电源或负载侧、补偿侧的六个电流互感器及三个电压互感器，而根据三相系统能量交换原理，瞬时无功功率不会引起直流侧与交流侧间的能量交换。如果不考虑器件的损耗，则直流侧瞬时有功功率全部来自交流侧，从而直流侧与交流侧的能量交换取决于 瞬时有功功率的大小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种是通过直流侧电容电压设定值与反馈值的差值，经过比例积分(Proportional Integral,比例积分)调节得到系统基波有功分量，然后与电网源侧电流相减，得到需要补偿的谐波及无功电流。此种检测法实时性较好，需要检测的量少，控制器设计大为简化，是一种。上述的目的通过以下的技术方案实现 一种，方法通过直流侧电容电压设定值与反馈值的差值，经过比例积分调节得到系统基波有功分量值，然后与电网电源侧电流值相减，得到需要补偿的谐波及无功电流值。所述的，所述的方法采用数字信号处理器芯片控制或通过模拟乘法器与运算放大器电路实现全部控制算法，所述的方法的输出采用滞环电流比较或者直接电流脉宽调制输出方式。所述的，在电压控制环中，为直流侧电容电压的反馈值，为直流侧电容电压的设定值，两者的差值则为电压的控制量，经过比例积分调节之后得到有功分量值是有功电流幅值；有功电流幅值乘以与三相电源电压同步的单位正弦信号得到该相输入电流的设定值；设定信号和实际电流的差值，经过滞环比较器输出六路触发信号；直接控制电源侧电流方式的配电静止同步补偿器，不需要检测谐波及无功电流；如在滤除谐波时，直流侧电容和电网电流存在有功功率的交换；电容电压和电容电流具有下面的动态关系 式中，为初始时刻的电压，为电容电流； 式中，为电容电压的设定值，为电容电压的实际值；根据能量平衡的原理，直流侧电容充放电过程，都是基波有功电流引起的，由此可知，直流侧电容的有功电流设为，通过比例积分调节后得到有功电流幅值； Im = Δμλ (O + Α Λ( ) 一般情况下，假设电网电压为标准的正弦波，谐波和无功补偿的目的就是使电网输入电流波形与电网电压波形为同频，同相的正弦波，可以将电网电流分解为基本有功电流分量和谐波电流分量 式中，为电网瞬时电流值；配电静止同步补偿器可以等效为一个电流控制电流源，对非基波有功分量反向放大，其中为非有功分量的检测单元，则有 由上式可得I . = Z 7 iZ* I+ K其中，为负载电流的谐波分量，在输入量稳定的前提下，如果放大倍数值足够大，输出的电流中的谐波分量就足够小，输入电流只含有功电流，此种控制方式形成了闭环系统，适当调节比例系数值，功率因数就可以无限趋近于I; 自适应模糊比例积分系统是以常规比例积分控制为前提，采用模糊推理思想，将误差和误差变化率作为模糊控制器的两个输入量，通过模糊控制器的输出变量，利用模糊规则对比例积分参数进行实时整定，使比例积分参数最优；模糊控制的基本思想是对2个参数进行实时整定，以满足不同输入误差量和误差变化率，确保被控对象有良好的动、静态性能；首先根据经验值设定、的值，然后通过模糊推理得到修正值、，由经验值和修正值得到最优和； 上式中、为系统的经典比例积分参数，、为模糊推理得到的调整值；实现了对比例积分参数的优化，根据比例积分的控制算式 式中，为比例系数；为积分系数； 根据参数，对系统输出特性的影响，可得出在不同和参数的整定原则； 当输入量很大时，不管误差趋势如何变化，都应使控制器按最大或最小输出，从而以最大速度减小误差的绝对值；同时为了使积分不饱和，此时应取较小的，其值甚至可以取零和较大； 当输入量和为中等大小时，为减小系统响应的超调量，和的值都不能太大，应该减小、来确保系统的响应速度； 当输入量较小时，说明误差的绝对值向减小的趋势发展或者已达到平衡状态；此时，和的取值不用变化，可采取保持控制器输出不变。有益效果 I.本专利技术通过直流侧电容电压设定值与反馈值的差值，经过比例积分调节得到系统基波有功分量，然后与电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无谐波及无功检测的配电静止同步补偿控制方法，其特征是:通过直流侧电容电压设定值？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？与反馈值的差值，经过比例积分调节得到系统基波有功分量值，然后与电网电源侧电流值相减，得到需要补偿的谐波及无功电流值,进行补偿。2012102611570100001dest_path_image001.jpg,188214dest_path_image002.jpg,2012102611570100001dest_path_image003.jpg,541572dest_path_image004.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘骥，孙长坡，黄玲，徐在德，黄磊，李秀婧，刘汉源，聂辉，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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