[发明专利]采用最小电流注入法的动态电压恢复器补偿控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种采用最小电流注入法的动态电压恢复器补偿控制系统及方法，包括：检测跌落前后的电网电压、电流的幅值和相位参数；通过最小电流注入算法计算动态电压恢复器完全补偿电网电压跌落的最小补偿电流对应的补偿电压参考；将得到的补偿电压参考通过电压控制环，输出补偿电流参考；补偿电流参考经过电流控制环，输出进入SPWM信号发生器产生控制开关信号。本发明有益效果：可以实现在深度跌落情况下，电网电压的完全补偿，保护敏感负载的正常运行；动态电压恢复器输出电流不超过器件允许的最大电流，且迅速地完全补偿电压跌落，并且不会产生电压跳变。

技术领域

本发明涉及配电网动态电压恢复器的补偿控制技术领域，尤其涉及一种采用最小电流注入法的动态电压恢复器补偿控制系统及方法。

背景技术

由于配电网的日益复杂以及分布式发电单元的大量接入，用户侧出现了越来越多的稳态及瞬态的电压问题，例如电压暂降，突升和谐波。这些问题会损坏敏感负载，造成经济损失。动态电压恢复器是解决这一类问题的理想设备，它通过在网侧与负载之间注入一补偿电压来动态的恢复电网电压，降低电网畸变。常见的一种动态电压恢复器拓扑由H桥结构电压源逆变器，滤波器，串联交流电容和旁路单元四部分组成。如图1所示。

常见的动态电压恢复器的补偿控制方法主要有同相补偿、超前补偿和功率最优补偿等方法。同相补偿方法能够补偿负载电压幅值，补偿电压的相位和网侧一致。超前补偿方法能够应对电压暂降时发生的相位跳变，动态调整补偿电压幅值和相位，保证负载电压的稳定。功率最优补偿方法能够在补偿电网的电压暂降的同时最大效率利用直流母线的储能，延长补偿时间。但是上述三种补偿控制方法均没有考虑动态电压恢复器输出电流峰值的限制，无法在深度跌落时实现完全补偿。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述难题，对于动态电压恢复器在电网电压深度跌落时，受限于其开关器件的最大允许电流，不能完全补偿负载电压的情况下，提供了一种采用最小电流注入法的动态电压恢复器补偿控制系统及方法，该系统及方法在深度跌落发生时，能够进行完全补偿，保护敏感负载的正常运行。在本发明所提出的补偿方式下，动态电压恢复器输出电流不超过器件允许的最大电流，且迅速地完全补偿电压跌落，并且不会产生电压跳变。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种采用最小电流注入法的动态电压恢复器补偿控制系统，包括：电网跌落检测模块、补偿电压计算模块、电压控制环和电流控制环；所述电网跌落检测模块与补偿电压计算模块连接，所述补偿电压计算模块、电压控制环和电流控制环依次连接；

所述电压控制环包括：加法器和电压控制环PR调节器连接；

所述电流控制环包括：自适应限幅器、加法器和电流控制环PR调节器；所述自适应限幅器的输出连接加法器，所述加法器连接电流控制环PR调节器。

进一步地，在所述电压控制环和电流控制环之间连接谐波提取模块。

一种采用最小电流注入法的动态电压恢复器补偿控制方法，包括以下步骤：

(1)检测跌落前后的电网电压、电流的幅值和相位参数；

(2)根据上述检测到的参数，通过最小电流注入算法计算动态电压恢复器完全补偿电网电压跌落的最小补偿电流对应的补偿电压参考；

(3)将得到的补偿电压参考通过电压控制环，输出补偿电流参考；

(4)补偿电流参考先进入自适应限幅器，输出限幅后的补偿电流参考，即为自适应限幅后输出基波补偿电流参考，与输出特定次谐波补偿电流参考相加即为动态电压恢复器总输出补偿电流参考，该参考与动态电压恢复器实际输出电流之差进行PR调节，输出进入SPWM信号发生器产生控制开关信号。

进一步地，所述步骤(2)中的补偿电压参考具体为：