[发明专利]一种不平衡工况下星形链式SVG分相控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不平衡工况下星形链式SVG分相控制方法。 

背景技术

基于级联H桥多电平的SVG可不经过变压器直接接入中高压电网，得到了广泛的关注。采用星形连接的链式SVG具有比角形链式SVG承受电压低、所需模块少的优点，更适宜于中高压电网领域的无功补偿。作为一种电能质量控制装置，SVG的运行环境通常存在电网电压不平衡的情况。不同于共直流母线的变换器，级联型SVG直流侧电容相互独立。不平衡工况下，若不加入相间功率再平衡控制，各相吸收的功率不相等，装置最终会因为过压或欠压而退出运行。为实现不平衡工况下SVG的稳定运行，很多学者已进行了研究。其控制方法从原理上主要分为两类：零序电压注入法与负序电流注入法。零序电压注入法计算相对简单，但适应电压不平衡度的能力较差，当不平衡较大时计算得到的零序电压也很大，出现过调制导致直流电压升高或电流畸变。负序电流注入法能够适应不平衡的能力较强，根据功率平衡方程求解的负序电流受电压正负序分量限制且需要正负序两套电流控制，控制系统复杂。采用扇区矢量定位的零序指令分离方法计算复杂，工程上难以实现。 

不平衡工况下，由常规的双闭环控制不能保证三相间功率的平衡，研究一种维持不平衡工况下三相间的功率再平衡的星形链式SVG分相控制具有重要意义。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种不平衡工况下星形链式SVG分相控制方法，解决电压不平衡工况下星形链式SVG由于相间功率不平衡而出现直流侧欠压或过压及过调制的问题，实现星形链式SVG三相功率再平衡，保证不平衡工况下星形SVG的稳定运行。 

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种不平衡工况下星形链式SVG分相控制方法，星形链式SVG包括星形连接的三相桥臂，每一相桥臂由若干个H桥模块连接组成，所述每一相桥臂均通过电感接入三相电网，该方法为： 

1）检测三相电网电压u_a、u_b、u_c，并将三相电网电压u_a、u_b、u_c分别进行锁相得到各相电压相角

2）检测三相电网所接负载的电流，将所述负载的电流经过基于瞬时无功功率理论的ip-iq方法获得星形链式SVG的无功电流幅值指令； 

3）将星形链式SVG各相H桥模块直流侧的总电压送入PI控制器，得到星形链式SVG的有功电流幅值指令； 

4）将上述各相电压相角的正弦值与无功电流幅值指令相乘得到无功电流指令，将上述各相电压相角的余弦值与有功电流幅值指令相乘得到有功电流指令，将无功电流指令与有功电流指令相加，得到星形链式SVG的总电流参考指令

5）去除总的电流参考指令中的零序成分，得到电流参考指令

6）将电流参考指令与星形链式SVG实际输出电流i_a、i_b、i_c经电流跟踪控制，得到星形链式SVG各相所需调制信号v_ra、v_rb、v_rc； 

7）将星形链式SVG各相所需调制信号v_ra、v_rb、v_rc经单极倍频载波移相调制，得到控制星形链式SVG各相桥臂开关管所需的PWM控制信号。 

所述步骤3）中，电流参考指令的计算过程如下：将总的电流参考指令求和得到总的零序电流指令，总的零序电流指令除以3得到各相需去除的零序电流指令总的电流参考指令减去得到电流控制指令

所述步骤4）中，星形链式SVG各相所需调制信号v_ra、v_rb、v_rc的计算过程如下：将电流控制指令与星形链式SVG实际输出电流i_a、i_b、i_c比较，将比较后的误差乘以比例系数K，然后分别与三相电网电压u_a、u_b、u_c叠加，再将叠加后的值与各相直流侧电压相除，得到调制信号v_ra、v_rb、v_rc。 

所述步骤5）中，单极倍频载波移相调制的移相角为其中n为星形链式SVG每相所含的H桥模块数量。