[发明专利]STATCOM的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子装置的控制方法，特别是涉及一种STATCOM 的控制方法。

背景技术

STATACOM(Static Synchronous Compensator)称为静态同步无功补 偿器，又称有源无功补偿器或先进无功发生器，是采用电力电子装置向电 网注入连续可调的超前或滞后的无功功率，用以提高电网功率因数、稳定 电网电压、减小电网损耗。

STATCOM的主电路原理示意图如图1所示，其核心是一个逆变器，V₁、 V₂、V₃、V₄、V₅和V₆是逆变器的功率开关器件，逆变器的直流侧有电容C_d， 交流侧通过连接电抗L_a、L_b和L_c与电网相连。

目前STATACOM的控制方法有两种：间接电流控制和直接电流控制。

间接电流控制STATCOM是通过控制逆变器的电压相位，从而控制输出 的无功电流。间接电流控制对直流侧电压不加控制，直流侧电压会根据无 功功率的需求自动调节。间接电流控制的特点是开关器的开关频率低，系 统响应速度较慢，可以通过多重化技术提高逆变器输出电压波形的质量， 从而减少输出电流的谐波大小，适合应用于大功率的STATCOM的控制。

直接电流控制STATCOM是通过电流闭环使STATCOM输出的无功电流跟 踪指令电流的变化，同时通过控制STATCOM输出的有功电流保持直流电压 的稳定。直接电流控制的响应速度快，但开关器的开关频率较高，适合应 用于中小功率的STATCOM的控制。

发明内容

本发明提出一种可变直流电压的直接电流控制STATCOM的方法。该方 法根据无功补偿电流的方向和大小改变直流电压参考值，同时通过SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)技术进一 步提高直流电压的利用率。

本发明一种STATCOM的控制方法，所述STATACOM与电网相并联，采用 直接电流控制STATCOM，其中STATCOM采用的直流电压是可变的，该可变的 直流电压始终跟直流电压参考值的变化保持一致，补偿电流超前时STATCOM 采用的直流电压大于补偿电流滞后时STATCOM采用的直流电压，STATCOM 都能够达到额定的补偿容量。

所述的STATCOM的控制方法，STATCOM的控制是基于电压空间矢量，在 控制环路引入STATCOM补偿电流反馈，利用锁相环技术将指令电流变换到 电压平面，同时采用SVPWM技术输出脉宽调制信号。

图2是本发明可变直流电压的直接电流控制STATCOM的示意图。通常 STATCOM连接电感器的电阻远小于电抗，因此以下分析将忽略电感器的电 阻，将电感器的电抗用X_L等效。

本发明可变直流电压的直接电流控制STATCOM的主要思想请参阅图2， STATCOM通过电流传感器检测三相负载电流i_Labc和STATCOM输出的补偿电流 i_abc，通过电压传感器和互感器检测三相电源电压V_abc。上述输入的信号经过 STATCOM控制器计算后，输出驱动电压源逆变器VSI的脉宽调制信号PWM， 使得STATCOM实时补偿负载的无功电流i_Lq。

其中STATCOM控制器的工作原理分析如下：