[实用新型]基于线性二次调节器的双DSP静止无功发生器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及电力设备无功补偿技术领域，特别是涉及一种基于线性二次调节器的双DSP静止无功发生器。

背景技术：

线性二次调节器是20世纪60年代发展起来的应用最多的最优控制系统设计方法。设计对象是以状态空间形式给出的线性系统，而目标函数是为对象状态的和控制输入的二次型函数。这样控制函数问题就转换为二次型问题，就是在线性系统的约束条件下，选择适当的控制输入使得二次型目标函数最小。各种问题的二次型公式的优点是它们可以导出易于分析实现的线性控制率。假设系统在平衡点处，且系统可控，也就是说当系统工作在平衡点处受到扰动时，系统经过调节还能够恢复至平衡点处。那么，系统的控制目标就是将扰动量的影响降低到最小，对于跟踪问题，是将跟踪误差减小为零，因此，跟踪问题可以转换成二次型调节器问题。线性二次调节器是现代控制理论的一种重要的控制方法，广泛应用于跟踪或伺服控制系统。

随着电网中一些非线性的电力电子设备的广泛应用，导致电网中存在大量的谐波电流和无功电流，造成了严重的电能污染，会影响电网中其他设备的正常工作，甚至造成设备的工作存在安全隐患问题。为了降低电网的谐波电流含量，提高电网功率因数，可以采用静止无功补偿器等等，但是静止无功补偿器的动态特性不好，不能实时补偿。静止无功发生器（SVG）可以具有优异的动态特性，能实时跟踪负载的变化。

现有的静止无功发生器的控制方法包括最简单的滞环控制策略、新型的重复控制、空间矢量调制等等，但是其存在一些不可修复的缺点，如滞环控制系统工作频率不定，受滞环宽度的影响，会引入开关谐波，滤波困难；重复控制、空间矢量调制稳态时补偿效果好，但是负载切换时补偿效果差，为降低稳态误差或者提高系统的鲁棒性控制设计复杂，所需的处理时间长。现有的控制策略和装置不能在满足良好的静态特性的同时实现较好的动态特性，鲁棒性差。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于线性二次调节器的静止发生器。其能够很好的跟踪电网负载变化的情况，动态特性好，鲁棒性强，在稳态时也能实现优异的补偿。

上述目的是这样实现的：它包括电网输入端子、电压传感器、电流传感器、信号调理电路、A/D转换电路、DSP控制系统A、DSP控制系统B、平波电抗器组、IGBT驱动模块、IGBT变换电路模块、电容器组、负载连接端子、电源模块、保护电路、软启动电路；分类而言装置包括：主电路和控制电路两部分，主电路包括软起动电路、平波电抗器、IGBT逆变电路、储能电容组；控制电路包括电源模块、信号采集模块、驱动模块、保护电路及DSP控制板；

所述的电容器组的正负端连接所述的IGBT变换电路模块的共阳极和共阴极；所述的IGBT变换电路模块输出与所述的平波电抗器组的输入端连接；所述的平波电抗器的输出端与所述的软启动电路的输入端连接；所述的软启动电路的另一端与电网连接；所述的电压传感器测量电网电压和所述电容器组两端的电压，所述的电流传感器测量负载电流和补偿电流，所述的电流传感器和所述的电压传感器连接到所述信号调理电路的输入端；所述信号调理电路的输出端连接所述的A/D转换电路的输入端；所述的A/D转换电路的输出端连接所述的DSP控制系统A的A/D转换电路；所述的DSP控制系统A的数据交换端口和所述的DSP控制系统B的数据交换端口连接；所述的DSP控制系统B驱动信号输出端和所述的IGBT驱动模块的输入端连接；所述IGBT驱动模块的输出端连接所述IGBT变换电路模块的输入端；所述的负载连接端子用于连接负载；所述的保护电路连接所述的DSP控制系统A的保护端口；所述的电源模块的输出供电端连接到各个模块的电源端，用于所述的各个模块供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）该基于线性二次调节器的静止无功发生器控制策略能够很好的跟踪电网负载变化的情况，动态特性好，鲁棒性强，在稳态时也能实现优异的补偿；

（2）采用线性二次调节器能有效的避免在其他控制结构中出现的交叉耦合的现象，特别适合像静止无功发生器这种多输入控制变量的系统；

（3）系统采用软起动电路，降低起动时电容器组的过冲，增加了保护电路，当系统出现过流过压等故障时，能及时切断，避免故障时给后级负载带来危害，增加了系统的可靠性；

（4）静止无功发生器所用的储能电容组和平波电抗器的容量较小，节约装置的生产成本。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中三相三线制并联型静止无功发生器的拓扑结构示意图。

具体实施方式：