[发明专利]筑基式直流电压控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种筑基式直流电压控制系统和方法。 

背景技术

中压静止型动态同步补偿装置，简称SVG，以其能够快速响应信号变化、能够吸收和发出无功功率进行双向调节、占地面积小及调节特性不受电网电压的影响等诸多的优势，在21世纪的电能质量治理技术中，成为无可争辩的核心产品，而得到了长足的发展，并成为电力电子技术在电力系统领域的重要发展方向，该技术在钢铁、有色、矿山、电气化铁路、风电等领域也有极大的运用前景。目前，该产品及技术实现的基本原理是在稳定的直流电压前提下，通过间接控制法来控制SVG装置发出或吸收的无功功率的大小，以实现自动控制无功功率的目的。因此，直流电压的稳定将是其中能否实现控制目标的关键影响因素之一。目前市面上，对于链式结构的SVG的直流电压稳定控制方法主要有两种。 

第一种是能量泄压法：即在监测系统检测到某一功率单元上的直流电压超过设定值后，立即触发并联在功率单元的电解电容之上的放电回路，将电解电容的能量进行泄放，使电解电容两端的电压下降到设定值以下，然后再停止出发，使放电回路停止工作，以此来实现对线直流电压的控制。这种控制方法存在的问题：1）每个单元对直流电压的采样值是一个动态波动值，会随着对负荷的调节而波动，如此所得之值与目标控制值之间的调节，不是根据一个系统的整体进行反馈调节，而是依靠放电回路对能量的泄放来逐步靠近目标值。这样对放电回路的时间常数就因不同性质的负载而有所不同，选用同一种的放电时间常数来适应各类负荷，必然造成调节滞后，直流电压大幅波动，而使控制效果下降。2）是在直流电压低于下限值时放电回路无法解决控制问题，使装置的控制效果下降。 

第二种是直流电压反馈控制法：即通过监测系统检测到某一功率单元的直流电压超过设定的上限或低于设定的下限值时，计算出正或负误差值后，送入相应的反馈环节中，对该单元控制的调制比进行微调后，来调整该单元的能量输出关系而逐步稳定直流电压在波动的范围内。这种反馈存在的主要问题：1）调节的幅度范围小，对较大波动范围的负荷导致的直流电压波动的调节稳定能力有限，且严重时仍不能使直流电压稳定在设定值范围而可能导致直流过压而跳机。2）检测到的直流电压的波动范围一直是随系统电压和负荷波动而波动的，使直流参数电压值也是相对在波动状态，没有一个基准的直流电压参数值进行相应控制，从而导致控制的直流电压仍然可能升高不能稳定而过压跳机，影响了系统运行的稳定性。 

综合上述的描述，市面上急需一种新型的直流电压控制方法来解决上述的问题。 

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种筑基式直流电压控制系统和方法，该系统能够防止SVG各功率单元的直流电压大幅波动，避免直流电压过高引起的系统调节震荡或直流电压超标而跳机的现象，使SVG装置运行更加安全可靠。 

为实现上述目的，本发明提供一种筑基式直流电压控制系统，包括多个依次串联的功率单元、反馈模块、比较模块、PWM输出控制模块和用于为多个功率单元提供直流电压检测和采样控制基准单元；所述基准单元的输入端通过整流装置连接外部电源，所述基准单元与最后一个功率单元串联，第一个功率单元连接内部电源，所述多个功率单元分别通过反馈模块连接比较模块，所述基准单元的输出端连接比较模块，所述比较模块通过PWM输出控制模块分别连接多个功率单元。 

其中，所述基准单元内部电解电容的正极和负极均通过电力电缆与整流装置的输出端连接，所述整流装置的输入端连接外部电源。 

其中，所述电力电缆的绝缘等级为10KV。 

其中，所述整流装置为整流器或稳压管。 

为实现上述目的，本发明还提供一种筑基式直流电压控制方法，包括以下步骤： 

步骤A：基准单元采样直流电压，且作为各个功率单元的参考直流电压并送至比较模块； 

步骤B：反馈模块采集多个功率单元的工作直流电压，并送至比较模块； 

步骤C：各个功率单元的工作直流电压与参考直流电压在比较模块上进行比较，并得到各个功率单元工作直流电压的误差值； 

步骤D：将比较模块上的各个误差值送至PWM输出控制模块，且由PWM输出控制模块来调节输出信号的调制比； 

步骤E：PWM输出控制模块将调制比输出到各个功率单元，并控制输出能量的变化,使得各个功率单元的直流电压趋向于参考直流电压值。 

与现有技术相比，本发明提供的筑基式直流电压控制系统和方法，具有以下有益效果：