[发明专利]一种STATCOM的滞环控制策略

说明书

本申请公开了一种STATCOM的滞环控制策略，根据电容器组的测量电压Uc与电容器组的目标电压Uref，计算目标电流i_sk^*的幅值A；实时获取交流侧近电源端的三相电压V_abc与三相电流I_abc，将该三相电流I_abc作为监控电流i_sk；将三相电压V_abc经过锁相环，获取目标电流i_sk^*的相位角θ_abc；将计算的目标电流i_sk^*的幅值A与目标电流i_sk^*的相位角θ_abc经过正弦化，获得目标电流i_sk^*；将计算的目标电流i_sk^*与采集的监控电流i_sk进行差值计算；将其差值送入滞环控制模块，得到用于控制STATCOM的触发信号T。STATCOM根据触发信号T，发出负载需要的无功电流或吸收负载释放的无功电流。本申请公开了，以STATCOM交流侧近电源端的电流作为控制目标，避开了传统STATCOM控制策略需要检测无功电流的复杂过程，提高STATCOM的工作效率，降低出错误的可能性。

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种STATCOM的滞环控制策略。

背景技术

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，STATCOM)是一种由电力电子器件构成的无功功率补偿装置。图1为STATCOM的等效电路图，如图1所示，STATCOM经过电抗器并联在电网上或者并联在电网与负载之间。STATCOM的基本构件包括：功率开关器件桥路和电容器组。功率开关器件桥路包含数个开关管，控制开关管的通断状态，从而控制STATCOM无功补偿工作的开启或停止。图1中，e_as,e_bs,e_cs,i_as,i_bs,i_cs分别表示电源提供的三相电压与三相电流，e_al,e_bl,e_cl,i_al,i_bl,i_cl分别负荷的三相电压与电流。

当电网中的负载为纯阻性负载时，电网电压与负载电流同相，此时，负载只消耗有功功率，不消耗无功功率，因此，不需要无功补偿。当负载为感性或容性负载时，例如变压器或电动机等，负载在消耗有功功率的同时还要消耗无功功率，此时，就要求电网或无功补偿器给负载提供无功功率，这种提供无功功率的行为就是无功补偿。在实际电网中，大都需要电网或无功补偿器为其提供无功功率。

STATCOM作为提供无功功率的补偿设备，需要根据负载无功的需求，向电网发出或吸收相应的无功功率，使无功功率只在自身与负载之间流动，从而使电网只向负载输送有功功率。

STATCOM的性能取决于获得补偿电流参考值及产生补偿电流控制策略的方法。目前， STATCOM的控制策略包括直接电流控制与间接电流控制。其中，STATCOM电流直接控制的原理在于，直接电流控制以直流侧电压和负载的无功电流为目标值，通过直接调节功率开关器件桥路的输出电流，实现对电网的动态无功补偿。因此，在直接电流控制中，需要检测无功电流。

STATCOM电流间接控制的原理在于，通过调节功率开关器件桥路交流侧输出电压的幅值和相位，达到无功补偿的目的。其中，交流侧电压幅值和相位的目标值是通过检测的无功电流转化而来，因此，在间接电流控制中，需要检测无功电流。

综上可见，无论是直接电流控制法还是间接电流控制法，都要检测负载电流中的无功分量，即无功电流。但是，无功电流的检测一般需要5次矩阵变换，才可得到无功电流，多次的矩阵变换过程导致无功电流的检测过程繁琐、复杂，且容易出现错误，影响了STATCOM无功补偿的准确度与工作效率。