[发明专利]一种角型链式SVG及其补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及链式静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)，尤其指一种角型链式SVG及其补偿控制方法。

背景技术

电力系统中存在大量的不平衡工业负荷以及一些单相大容量负荷，例如工业交流电弧炉、电气化铁路等。这些不平衡负荷产生的无功和负序电流造成了系统电能的损失，并且日趋严重，威胁着电力系统的安全和经济运行。适用于中高压配电网的负序补偿方案分为两类：能量融通型变流器方案，采用具有公共直流侧的变流器进行无功和负序的综合补偿，以铁路功率调节器(Railway Power Conditioner，RPC)和隔离型静止无功发生器为代表，均需要隔离变压器，影响到装置体积、重量和造价；角型无功补偿方案，根据Steinmetz原理，采用纯无功支路进行无功和负序的综合补偿，以基于晶闸管的角型静止无功补偿器(Static Var Compensator，SVC)和角型链式SVG为代表。角型无功补偿方案中，SVC采用晶闸管串联技术，可直接挂于中高压配电网，但其基于相控技术，响应速度慢，会产生大量谐波电流。链式SVG采用级联型多电平技术，可直接挂于中高压配电网，是一种理想的补偿方案，具有以下优点：响应速度快；可进行无功、负序和谐波的综合治理；采用级联多电平结构，器件开关频率低，运行损耗小，易于模块化，便于扩展。

角型无功补偿方案中，常采用基于Steinmetz原理，该方法依赖以周期均值为基础的相量理论，方法适应性不好，算法复杂、精度不高。

发明内容

本发明一方面提供了一种角型链式SVG，所述SVG为一种串联滤波式级联SVG，包括三个由级联型H桥链和滤波电感串联而成的支路，三个支路连接成三角形网络；所述三角形网络的三个连接点通过串联的滤波电容和滤波电感接入电网，所述级联型H桥链包括多个串联的单元模块。

同时，其还提供了一种角型链式SVG的补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)检测a相级联型H桥链各单元模块的直流侧电容电压值，求取a相级联型H桥链直流侧电容电压值的归一值uavea：uaveab＝∑udaby/N，uavebc＝∑udbcy/N，uaveca＝∑udcay/N；其中uday分别表示a相级联型H桥链的第y个单元模块的直流侧电压值，N为每相级联型H桥链的单元模块级联数量；然后求得a相级联型H桥链所有单元模块总电压的归一值：uave＝(uaveab+uavebc+uaveca)/3；其中，a∈[ab，bc，ca]，ab，bc，ca分别表示SVG的三相；

2)将直流侧电压参考信号u*与uave相减，然后进行PI调节，输出IP，将IP与ab，bc，ca三相的电压跟随信号syna相乘，得ab，bc，ca三相的直流侧电压的调节指令ipa；

3)将uave分别与ab，bc，ca三相级联型H桥链的直流侧电容电压归一值uavea相减，然后进行PI调节，输出IZa，IZa分别与ab，bc，ca三相的电压跟随信号syna相乘，得到三相级联型H桥链的直流侧电压调节指令iZa；

4)将直流侧电压调节指令ipa与期望的三相无功和零序指令信号iZa、Iref依次叠加之后，得到三相级联型H桥链的电流内环参考指令信号即：其中Iref表示实现补偿零序电流时级联型H桥链的电压平衡控制在SVG内叠加的直流环流参考信号；

5)将电流内环参考指令信号与检测到的三相输出电流ia相减，得到电流跟踪误差信号Δia；电流跟踪误差信号经过电流控制器调节，得到ab，bc，ca三相级联型H桥链的调制波信号ura；

6)将各相直流侧电压归一值uavea分别与本相内第y个单元模块直流侧电容电压uday相减，相减后的误差进行P调节，然后与本相的输出电流ia相乘，得到本相的第y个单元模块的直流侧电压调节指令Δuay；

7)将级联型H桥链的第y个单元模块的直流侧电压调节指令Δuay叠加到本相的调制波信号ura上，得到本相第y个单元模块的实际调制波信号may；

8)将ab，bc，ca各相第y个单元的实际调制波信号may送入移相载波调制单元，得到ab，bc，ca三相各个单元模块的PWM信号，驱动功率开关管输出期望的电压电流信号。

附图说明

图1为本发明的一实施例的角型链式SVG连接图。

具体实施方式

实施例一。