一种级联式STATCOM直流侧电容电压平衡控制电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种控制电路，具体涉及一种级联式STATCOM直流侧电容电压平衡控制电路。该控制电路包括有功电流参考值生成单元、STATCOM输出电流参考值生成单元、特殊桥选择单元、特殊桥间接电流控制单元和非特殊直接电流控制单元；所述有功电流参考值生成单元、生成STATCOM输出电流参考值生成单元、特殊桥选择单元、特殊桥间接电流控制单元和非特殊直接电流控制单元依次连接。该控制电路用于级联式多电平STATCOM直流侧电容电压平衡控制。该控制电路不仅保证了直流电容电压在各H桥间的平衡，提高了控制环节的响应速度、优化了系统性能，也无需附加硬件电路，不会增加静止同步补偿器STATCOM装置的硬件成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种控制电路，具体涉及一种级联式STATCOM直流侧电容电压平衡控制电路。
技术介绍
目前，STATCOM无功功率控制分为直接电流控制和间接电流控制两大类。直接电流控制，采用跟踪型PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制，直接控制指令电流的发生。间接电流控制，是通过控制STATCOM逆变器所产生交流电压基波的相位和幅值，来间接控制STATCOM的交流侧电流。由于直接电流控制法是对电流瞬时值的跟踪控制，在开 关频率能满足要求的情况下，控制系统响应速度很快。而间接电流控制方法对开关频率的要求不是很高，常与多重化、多电平、PWM控制等技术相结合应用的大容量STATC0M，但响应时间较长。级联H桥式多电平STATCOM是由多个电压型H桥逆变器级联而成，各级联逆变器单元的直流侧由电容器提供电压支撑。由于各直流侧电容器相对独立，如果各单元输出功率不均衡或者各单元的损耗和参数存在差异，就会造成各单元直流侧电容电压的不平衡，从而引起STATCOM控制性能下降，甚至导致直流侧电容过电压，威胁装置安全运行。在采用移相载波PWM方式的级联式多电平STATCOM中，直流侧电容电压的平衡控制策略主要包括采用附加硬件电路和不采用附加硬件电路控制两大类。采用附加硬件电路的方法有通过在直流侧电容器并联一个可调电阻来调节装置的等效损耗、基于交流母线能量交换方法和采用直流母线能量交换方法等。附加的硬件电路增加了 STATCOM电路拓扑结构的复杂性，提高了控制难度，降低了装置的可靠性，增加了装置额外损耗和成本。不采用附加硬件电路控制直流侧电容电压平衡的策略主要有基于功率信号的直流侧电容电压单独控制策略、直流电容电压分层控制策略以及采用分相瞬时电流跟踪的方法控制电容电压平衡，参考文献_。J. A. Barrena, L. Marroyo,M.A. Rodriguez,et al. DC Voltage Balancing forPWM Cascaded H-Bridge Converter Based STATCOM. IEEE IEC0N，Nov. 7-10，2006，Paris，France : 1840-1845. J. A. Barrena, L. Marroyo, M. A. Rodriguez. Individual Voltage BalancingStrategy for PWM Cascaded H-Bridge Converter-Based STATCOM. IEEE Transactions onIndustrial Electronics，2008，55 (I) 21-29.赵瑞斌，邱宇峰，荆平.一种级联STATCOM的直流侧电压控制方法.电力电子，2009(4) 18-22. LIU Zhao, SHI Yan-jun, DUAN Shan-xu，et al. The Research of DCCapacitance Voltage Balancing Strategy Based on Cascade STATCOM UsingIndividual Phase Instantaneous Current Tracking. IEEE 6th International PowerElectronics and Motion Control Conference-ECCE Asia. May 17-20，2009，Wuhan，China 1136-1140.。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的是提供一种级联式STATCOM直流侧电容电压平衡控制电路，用于级联式多电平STATCOM直流侧电容电压平衡控制。该控制电路不仅保证了直流电容电压在各H桥间的平衡，提高了控制环节的响应速度、优化了系统性能，也无需附加硬件电路，不会增加静止同步补偿器STATCOM装置的硬件成本。本技术的目的是采用下述技术方案实现的一种级联式STATCOM直流侧电容电压平衡控制电路，其改进之处在于，所述电路包括有功电流参考值生成单元、STATCOM输出电流参考值生成单元、特殊桥选择单元、特殊桥间接电流控制单元和非特殊直接电流控制单元；所述有功电流参考值生成单元、生成 STATCOM输出电流参考值生成单元、特殊桥选择单元、特殊桥间接电流控制单元和非特殊直接电流控制单元依次连接。本技术提供的一种优选的技术方案是所述有功电流参考值生成单元包括依次连接的加法器I、乘法器I、减法器I和积分器I ;所述积分器I与STATCOM输出电流参考值生成单元中的乘法器II连接；所述加法器I的输入量为N个直流侧电容电压测量值，即为N个测量表计的输出量输入到所述加法器I中求和，输出和值；所述和值与常数量1/N输入到所述乘法器I中得到N个直流侧电容电压的平均值；所述N个直流侧电容电压的平均值与电容电压参考值输入到减法器I得到直流侧电容电压的误差值；所述直流侧电容电压的误差值输入到所述积分器I中进行积分，积分器I的积分结果为有功电流参考值。本技术提供的第二优选的技术方案是所述STATCOM输出电流参考值生成单元包括锁相环、正弦函数生成器、余弦函数生成器、乘法器II、乘法器III和加法器II;所述正弦函数生成器和余弦函数生成器并联组成函数生成器支路；所述乘法器II和乘法器III并联组成乘法器支路；所述锁相环、函数生成器支路、乘法器支路和加法器II依次连接；所述正弦函数生成器的输出端与特殊桥间接电流控制单元中的乘法器IV连接；所述加法器II分别与特殊桥间接电流控制单元中的减法器II和非特殊直接电流控制单元中的减法器III连接；低压侧线电压测量值输入到所述锁相环中求得所述低压侧线电压测量值的相位值；所得的相位值分别输入到正弦函数生成器和余弦函数生成器后分别得到正弦函数值和余弦函数值；所述正弦函数值与所得的有功电流参考值输入到乘法器II中；所述余弦函数值与无功电流参考值输入到乘法器III中；得到两个乘法器的输出量；将所述乘法器的输出量输入到加法器II中，所述加法器II输出量为STATCOM输出电流参考值。本技术提供的第三优选的技术方案是所述特殊桥选择单元包括N个减法器和比较器I ;所述N个减法器并联后与所述比较器I串联；N个直流侧电容电压测量值和电容电压参考值作为所述N个减法器的输入量，每个所述直流侧电容电压测量值和所述电容电压参考值分别进行比较，得到N个减法器的N个输出量，所述N个输出量为N个直流侧电容电压误差量；所述N个直流侧电容电压误差量输入到比较器I中，所述直流侧电容电压误差量在比较器I中两两进行比较求出最大直流侧电容电压误差值，所述最大直流侧电容电压误差值的H桥即为特殊桥。本技术提供的第四优选的技术方案是所述特殊桥间接电流控制单元包括PWM调制器I、加法器III、减法器II、乘法器N、积分器II和积分器III ;所述减法器II与积分器III连接组成减法器II与积分器III支路；所述乘法器IV与积分器II连接组成乘法器IV与积分器II支路；所述加法器III分别与减法器II与积分器III支路和乘法器IV与积分器II支路连接；所述PWM调制器I与加法器III连接；所述最大直流侧电容电压误差值作为积分器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种级联式STATCOM直流侧电容电压平衡控制电路，其特征在于，所述电路包括有功电流参考值生成单元、STATCOM输出电流参考值生成单元、特殊桥选择单元、特殊桥间接电流控制单元和非特殊直接电流控制单元；所述有功电流参考值生成单元、生成STATCOM输出电流参考值生成单元、特殊桥选择单元、特殊桥间接电流控制单元和非特殊直接电流控制单元依次连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴朝波，吉平，武守远，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：