一種級聯式statcom直流側電容電壓平衡控制方法
2023-10-04 04:37:39
專利名稱：一種級聯式statcom直流側電容電壓平衡控制方法
技術領域：
本發明涉及解決級聯式靜止同步補償器STATCOM (Static SynchronousCompensator,簡稱STATCOM)直流側電容電壓平衡的控制問題，具體涉及一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡的控制方法。
背景技術：
目前，STATCOM無功功率控制分為直接電流控制和間接電流控制兩大類。直接電流控制，採用跟蹤型PWM控制技術對電流波形的瞬時值進行反饋控制，直接控制指令電流的發生。間接電流控制，是通過控制STATCOM逆變器所產生交流電壓基波的相位和幅值，來間接控制STATCOM的交流側電流。由於直接電流控制法是對電流瞬時值的跟蹤控制，在開
關頻率能滿足要求的情況下，控制系統響應速度很快。而間接電流控制方法對開關頻率的要求不是很高，常與多重化、多電平、PWM控制等技術相結合應用的大容量STATC0M，但響應時間較長。級聯H橋式多電平STATCOM是由多個電壓型H橋逆變器級聯而成，各級聯逆變器單元的直流側由電容器提供電壓支撐。由於各直流側電容器相對獨立，如果各單元輸出功率不均衡或者各單元的損耗和參數存在差異，就會造成各單元直流側電容電壓的不平衡，從而引起STATCOM控制性能下降，甚至導致直流側電容過電壓，威脅裝置安全運行。在採用移相載波PWM方式的級聯式多電平STATCOM中，直流側電容電壓的平衡控制策略主要包括採用附加硬體電路和不採用附加硬體電路控制兩大類。採用附加硬體電路的方法有通過在直流側電容器並聯一個可調電阻來調節裝置的等效損耗、基於交流母線能量交換方法和採用直流母線能量交換方法等。附加的硬體電路增加了 STATCOM電路拓撲結構的複雜性，提高了控制難度，降低了裝置的可靠性，增加了裝置額外損耗和成本。不採用附加硬體電路控制直流側電容電壓平衡的策略主要有基於功率信號的直流側電容電壓單獨控制策略、直流電容電壓分層控制策略以及採用分相瞬時電流跟蹤的方法控制電容電壓平衡，參考文獻[1]_[4]。[I]J. A. Barrena, L. Marroyo,M.A. Rodriguez,et al. DC Voltage Balancing forPWMCascaded H-Bridge Converter Based STATCOM. IEEE IEC0N，Nov. 7-10，2006，Paris,France :1840-1845.[2] J. A. Barrena, L. Marroyo, M. A. Rodriguez. Individual Voltage BalancingStrategy for PWM Cascaded H-Bridge Converter-Based STATCOM. IEEE Transactions onIndustrial Electronics，2008，55 (I) :21-29.[3]趙瑞斌，邱宇峰，荊平.一種級聯STATCOM的直流側電壓控制方法.電力電子，2009(4) :18-22.[4] LIU Zhao, SHI Yan-jun, DUAN Shan-xu，et al. The Research of DCCapacitance Voltage Balancing Strategy Based on Cascade STATCOM UsingIndividual Phase Instantaneous Current Tracking. IEEE 6th International PowerElectronics and Motion Control Conference-ECCE Asia. May 17-20,2009, Wuhan,China :1136-1140.
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種綜合電流控制方法，用於級聯式多電平STATCOM直流側電容電壓平衡控制。該方法不僅保證了直流電容電壓在各H橋間的平衡，提高了控制環節的響應速度、優化了系統性能，也無需附加硬體電路，不會增加靜止同步補償器STATCOM裝置的硬體成本。本發明的目的是採用下述技術方案實現的一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其改進之處在於，所述控制、方法包括直接電流控制和間接電流控制相結合；所述方法包括下述步驟A、生成有功電流參考值；B、選擇特殊橋；C、生成STATCOM輸出電流參考值；D、特殊橋間接電流控制；E、非特殊橋直接電流控制。本發明提供的一種優選的技術方案是所述直接電流控制包括反饋控制電流波形瞬時值，控制指令電流的發生；所述間接電流控制是指通過控制靜止同步補償器STATCOM所產生交流電壓基波的相位和幅值，間接控制靜止同步補償器STATCOM的交流側電流。本發明提供的第二優選的技術方案是有功電流參考值生成單元實現所述步驟A生成有功電流參考值；所述有功電流參考值生成單元包括加法器I、乘法器I、減法器I和積分器I ;所述步驟A包括下述步驟a、以N個直流側電容電壓測量值作所述有功電流參考值生成單元的輸入量，即將測量表計的輸出量輸入到加法器I中求和，得到和值；b、所述步驟a的和值與常數量1/N作為乘法器I的輸入量，所述乘法器I的輸出量為N個直流側電容電壓的平均值；C、所述平均值與直流側電容電壓參考值輸入到減法器I，所述減法器I的輸出量為直流側電容電壓誤差值；d、所述直流側電容電壓誤差值輸入到積分器I進行積分，積分所得的結果為有功電流參考值。本發明提供的第三優選的技術方案是特殊橋選擇單元實現所述步驟B選擇特殊橋；所述特殊橋選擇單元包括N個減法器和比較器I ;所述步驟B包括下述步驟(I)以N個直流側電容電壓測量值和電容電壓參考值作為所述N個減法器的輸入量，每個所述直流側電容電壓測量值和所述電容電壓參考值分別進行比較，得到N個減法器的N個輸出量，所述N個輸出量為N個直流側電容電壓誤差量；
(2)所述N個直流側電容電壓誤差量輸入到比較器I中，所述直流側電容電壓誤差量在比較器I中兩兩進行比較求出最大直流側電容電壓誤差值，所述最大直流側電容電壓誤差值的H橋即為特殊橋。本發明提供的第四優選的技術方案是STATCOM輸出電流參考值生成單元實現所述步驟C生成STATCOM輸出電流參考值；所述STATCOM輸出電流參考值生成單元包括鎖相環、正弦函數生成器、餘弦函數生成器、兩個乘法器以及加法器II ；所述步驟C包括下述步驟i、以低壓側線電壓測量值為所述STATCOM輸出電流參考值生成單元的輸入量，經過所述鎖相環求得所述低壓側線電壓測量值的相位值；ii、所述相位值分別輸入正弦函數生成器和餘弦函數生成器後分別得到相應的正弦函數值和餘弦函數值；
iii、所述正弦函數值與步驟A求得的有功電流參考值作為一個乘法器的輸入；所述餘弦函數值與給定的無功電流參考值作為另一個乘法器的輸入，得到兩個輸出量；iv、將步驟iii的輸出量輸入到加法器II中，所述加法器II的輸出值即為STATCOM輸出電流參考值。本發明提供的第五優選的技術方案是特殊橋間接電流控制單元實現所述步驟D特殊橋間接電流控制；所述特殊橋間接電流控制單元包括兩個積分器、乘法器II、加法器
III、減法器II和PWM調製器I ;所述步驟D包括下述步驟①以步驟B得到的最大直流側電容電壓誤差值作為一個積分器的輸入量，經積分環節得到特殊橋電壓修正量幅值，所述特殊橋電壓修正量幅值與步驟C中步驟ii的輸出量正弦函數值一起輸入乘法器II，得到特殊橋的電壓修正值；②將步驟C得到的STATCOM輸出電流參考值和輸出電流測量值在減法器II中疊加後輸入另一個積分器進行積分，得到特殊橋電壓參考值；③將步驟①得到的特殊橋電壓修正值和步驟②得到的特殊橋電壓參考值輸入到加法器III中，輸出的信號作為PWM調製器的輸入量，輸出脈衝序列，所述脈衝序列作為特殊橋中功率開關器件的脈衝觸發信號。本發明提供的第六優選的技術方案是非特殊橋直接電流控制單元實現所述步驟E非特殊橋直接電流控制；所述非特殊橋直接電流控制單元包括減法器III、兩個積分器和PWM調製器II ；所述步驟E包括將步驟C得到的STATCOM輸出電流參考值和非特殊橋輸出電流測量值在減法器III中疊加後依次輸入兩個積分器中，輸出的信號作為PWM調製器II的輸入量,輸出脈衝序列，作為除特殊橋之外的所有非特殊橋中功率開關器件的脈衝觸發信號。本發明提供的第七優選的技術方案是所述方法將N個級聯的H橋單元劃分為特殊橋和非特殊橋。本發明提供的一種較優選的技術方案是所述特殊橋是指採用間接電流控制方法控制的H橋；所述非特殊橋是指採用直接電流控制方法控制的H橋。與現有技術相比，本發明達到的有益效果是
I、本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法引入綜合電流控制的概念，將直接電流控制和間接電流控制方法結合應用，降低了控制難度，提高了控制的可靠性。2、本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法引入特殊橋和非特殊橋的概念，根據實際要求設定不同的約束條件來選取特殊橋。3、本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法對特殊橋與非特殊橋分別採用間接電流控制和直接電流控制，保證直流電容電壓在各H橋間達到平衡。4、本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法採用綜合電流控制方法，保證直流電容電壓在各H橋間達到平衡，並具有很快的響應速度，對STATCOM裝置性能起到優化作用。5、本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法採用綜合電流控制，無需 附加硬體電路，不會增加STATCOM裝置的硬體成本，並且簡化了 STATCOM電路拓撲結構。6、本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法思路清晰，控制易於實現。
圖I是本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法的流程圖；圖2是單相級聯H橋多電平STATCOM拓撲結構圖；圖3是H橋單元拓撲結構圖；圖4是本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制電路的原理圖；圖5是本發明的有功電流參考值生成環節單元的結構圖；圖6是本發明的有功電流參考值生成環節的控制框圖；圖7是本發明的特殊橋選擇單元的結構圖；圖8是本發明的特殊橋選擇控制框圖；圖9是本發明的STATCOM輸出電流參考值生成環節單元的結構圖；圖10是本發明的STATCOM輸出電流參考值生成環節的控制框圖；圖11是本發明的特殊橋間接電流控制單元結構圖；圖12是本發明的採用間接電流控制方法控制特殊橋的控制框圖；圖13是本發明的非特殊橋直接電流控制單元結構圖；圖14是本發明的採用直接電流控制方法控制非特殊橋的控制框圖；圖15是5個H橋級聯模型直流側電容電壓波形圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做進一步的詳細說明。本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法用於解決級聯式靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator,簡稱STATCOM)直流側電容電壓平衡的控制問題，也可用於解決其他基於級聯式多電平逆變器技術的電力電子設備的直流電壓平衡控制問題。H橋多電平STATCOM包括二相六橋臂,每相為級聯H橋。如圖2所不，圖2是單相級聯H橋多電平STATCOM拓撲結構圖，每相級聯H橋包括高壓母線、低壓母線、單相變壓器T、電抗器L、電阻Rs、N個級聯的H橋單元、N個直流側電容C1-Cn及相應的電壓測量表計V1-VnI壓側線電流測量表計iab和低壓側線電壓測量表計Uab。單相變壓器T的二次側、低壓側線電壓測量表計Uab、電抗器L、電阻Rs、低壓側線電流測量表計iab和N個級聯的H橋單元依次連接；每個H橋單元與其相應的測量表計並聯。其中每個H橋單元的拓撲結構如圖3所示，包括2對功率開關器件P1-P4J對反並聯二極體D1-D4和I個直流側電容。圖4是本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制電路的原理圖，本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法是採用控制電路實現的，控制電路包括依次連接的有功電流參考值生成單元、生成STATCOM輸出電流參考值生成單元、特殊橋選擇單元、特殊橋間接電流控制單元和非特殊直接電流控制單元。
如圖I所示，圖I是本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法的流程圖，本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法包括以下實施步驟I、生成有功電流參考值。生成有功電流參考值由有功電流參考值生成單元實現。如圖5所示，圖5是本發明的有功電流參考值生成環節單元的結構圖，有功電流參考值生成單元包括加法器I、乘法器I、減法器I和積分器I ;加法器I、乘法器I、減法器I和積分器I依次連接。以直流側測量表計表V1-Vn的輸出量udc;1-udc;N為加法器的輸入量，即N個直流側電容電壓測量值為輸入，利用加法器、乘法器、減法器和積分器實現。將udc;1-udc;N輸入加法器求和，得到和值；和值與常數量1/N作為乘法器的輸入，所得結果為N個直流側電容電壓的平均值；該平均值再與給定的電容電壓參考值—起輸入減法器，在減法器中得到的誤差值輸入積分器進行積分，所得結果為有功電流參考值。如圖6所示，圖6是本發明的有功電流參考值生成環節的控制框圖，圖中假設有N個H橋級聯，4為直流電容電壓參考值，;^為N個H橋電容電壓平均值，Udcj,為第j個H橋電容電壓值，Um為電網電壓Uab的幅值，/二為有功電流參考值，Tf、ku、T u為控制環節參數。將測量得到的N個H橋直流電容電壓輸入控制環節，求得平均值後與參考值比較得誤差值。該誤差值通過設計的控制環節後，得到有功電流參考值。由誤差值得到有功電流參考值，也可通過其它控制策略實現，不僅限於圖6虛線框中所示方案。2、特殊橋選擇。特殊橋選擇由特殊橋選擇單元實現。如圖7所示，圖7是本發明的特殊橋選擇單元的結構圖，特殊橋選擇單元包括N個減法器和I個多輸入比較器，N個減法器和I個多輸入比較器I串聯。與生成有功電流參考值相同，以N個直流側電容電壓測量值udc;1-udc;N作為N個減法器的輸入量，再對每個減法器輸入電容電壓參考值4，分別進行比較，得到N個電壓誤差量。這N個電壓誤差量輸入到下一級的多輸入比較器中，兩兩進行比較求出最大電壓誤差值A Udck，下標k表示出現最大電壓誤差的H橋編號，即為特殊橋。如圖8所示，圖8是按照直流側電容電壓與其參考值誤差的絕對值最大原則選取特殊橋的控制框圖，本發明將採用間接電流控制方法的H橋定義為特殊橋，因為用該方法進行控制的H橋數量相對較少，非特殊橋佔主導地位。圖中，4為直流電容電壓參考值，Utkj為第j個H橋電容電壓值，Audcj為第j個H橋電容電壓值誤差值。各電壓誤差值通過求絕對值環節abs後輸入到求最大值環節max中，獲得Audek,即表明第k個H橋電容電壓偏離參考值最多，需要對其進行電容電壓修正。特殊橋的選擇，不僅可以按照圖8所示直流側電容電壓與其參考值誤差的絕對值最大原則選取，也可將選擇條件設定為誤差絕對值最大的兩個(或設定的其它數量)H橋、誤差絕對值大於設定的門檻值的多個H橋、從正負兩個方向誤差值最大的兩個(或設定的其它數量)H橋等。3、生成STATCOM輸出電流參考值。生成STATCOM輸出電流參考值由STATCOM輸出電流參考值生成單元實現。如圖9所示，STATCOM輸出電流參考值生成單元包括鎖相環、正弦函數生成器、餘弦函數生成器、2個乘法器和加法器II ;鎖相環、函數生成器、乘法器和加法器II依次連接。以低壓側線電壓測量值uAB為STATCOM輸出電流參考值生成單元唯一輸入量，經過鎖相環求得Uab的相位值0。0分別輸入正弦函數生成器和餘弦函數生成器，則得到相應的正弦、餘弦函數值sin 0和cos 0。此時，sin 0與步驟I求得的有功電流參考值作為I 個乘法器的輸入，cos 0與給定的無功電流參考值<作為另外I個乘法器的輸入，兩個乘法器的輸出得到的2個輸出量再輸入加法器中，加法器的輸出得到和值，其和值就是STATCOM輸出電流參考值4。如圖10所示，圖10是本發明的STATCOM輸出電流參考值生成環節的控制框圖，圖中，Uab為電網電壓，/二為有功電流參考值，<為無功電流參考值，匕為STATCOM輸出電流參考值。sin 0為與電網電壓Uab同相位的正弦分量。4、特殊橋間接電流控制。特殊橋間接電流控制由特殊橋間接電流控制單元實現。如圖11所示，圖11是本發明的特殊橋間接電流控制單元結構圖，特殊橋間接電流控制單元PWM調製器I、加法器III、減法器II、乘法器IV、積分器II和積分器III ;所述減法器II與積分器III連接組成減法器II與積分器III支路；所述乘法器IV與積分器II連接組成乘法器IV與積分器II支路；所述加法器III分別與減法器II與積分器III支路和乘法器IV與積分器II支路連接；所述PWM調製器I與加法器III連接；以步驟2得到的最大電壓誤差值Auddt作為一個積分器的輸入量，經積分環節得到第k個H橋(即特殊橋)電壓修正量的幅值uabk，Uabk再與步驟3求得的中間輸出量sin0一起輸入乘法器，則得到特殊橋的電壓修正值。同時，將步驟3得到的輸出電流參考值和輸出電流測量值iab在減法器II中疊加後輸入另一個積分器進行積分，得到特殊橋電壓參考值〃1。將電壓參考值〃1和電壓修正值在加法器中疊加，輸出的信號作為PWM調製器的輸入量，輸出脈衝序列，所述脈衝序列作為特殊橋中功率開關器件的脈衝觸發信號。如圖12所示，圖12是本發明的採用間接電流控制方法控制特殊橋的控制框圖。採用間接電流控制方法對第k個H橋(特殊橋)電容電壓進行修正。圖中，4為STATCOM輸出電流參考值，iab為輸出電流測量值，4是由控制策略生成的H橋輸出電壓參考值。生成的控制策略也可通過其它控制策略實現，不僅限於圖12虛線框中所示方案。心為直流電容電壓參考值，Uddt為第k個H橋電容電壓值，Auddt為第k個H橋電容電壓值誤差值。A Udck經過如圖中虛線框所示的PID控制環節後，得到電壓修正量的幅值化^在與5^110相乘得到第k個H橋輸出電壓修正值。ki_k4、T r T 4是控制環節的參數。sin0為與電網電壓Uab同相位的正弦分量，圖10控制環節的中間輸出量。生成Uabk的控制策略也可通過其它控制策略實現，不僅限於圖12虛線框中所示方案。心與其修正值的疊加信號，作為PWM調製器的輸入量，即可得到第k個H橋的觸發脈衝。5、非特殊橋直接電流控制。非特殊橋直接電流控制由非特殊橋直接電流控制單元實現。如圖13所示，圖13是本發明的非特殊橋直接電流控制單元結構圖，非特殊橋直接電流控制單元包括減法器、2個積分器和PWM調製器II ;減法器、2個積分器和PWM調製 器II依次連接。由於非特殊橋的直流電容電壓誤差值在可接受的範圍內，故不需進行電壓修正，且採取直流電流控制可以獲得較快的控制響應速度。將第3步得到的STATCOM輸出電流參考值。和輸出電流測量值iab在加法器中疊加後依次輸入2個積分器中，所得信號作為移相PWM調製器的輸入量，最終輸出一組脈衝序列，作為除第k個H橋之外的所有非特殊橋中功率開關器件的觸發脈衝信號。如圖14所示，圖14是本發明的採用直接電流控制方法控制非特殊橋的控制框圖。選出特殊橋後，其它H橋可統稱為非特殊橋。C為STATCOM輸出電流參考值，即圖12控制環節的輸出量，iab為STATCOM輸出電流測量值，kp、Ici為PI環節參數，T i和T2是超前和滯後控制環節參數。C與iab的誤差值經過PI環節和超前滯後校正環節後，得到命令信號i d。iond與具有相位差的一組載波信號比較後，輸出非特殊橋的觸發脈衝A/ (j = I，…，k-l，k+l，…，N)。圖中虛線框內的控制環節亦可用其他控制策略實現。採用上述控制實現方案後，在設有5個H橋級聯的實際算例上進行了驗證。圖15給出了投入本發明所設計的電容電壓平衡控制電路前後，各H橋電容電壓波形圖。在0. 45s時投入電容電壓平衡控制，其中長線條Ud。為電容電壓的平均值。可以看出，未投入電容電壓平衡控制時，各個單元的電容電壓與平均值差異較大，以單元I為例，最大偏差可達約220V，並且隨時間推移還有增大趨勢；在加入了電容電壓平衡控制以後，各個單元的電容電壓曲線與平均值幾乎重合，最大偏差不超過5V。本發明提供的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法不僅保證了直流電容電壓在各H橋間的平衡，提高了控制環節的響應速度、優化了系統性能，也無需附加硬體電路，不會增加STATCOM裝置的硬體成本。最後應當說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，所述控制方法包括直接電流控制和間接電流控制相結合； 所述方法包括下述步驟 A、生成有功電流參考值； B、選擇特殊橋； C、生成STATCOM輸出電流參考值； D、特殊橋間接電流控制； E、非特殊橋直接電流控制。
2.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，所述直接電流控制包括反饋控制電流波形瞬時值，控制指令電流的發生；所述間接電流控制是指通過控制靜止同步補償器STATCOM所產生交流電壓基波的相位和幅值，間接控制靜止同步補償器STATCOM的交流側電流。
3.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，有功電流參考值生成單元實現所述步驟A生成有功電流參考值；所述有功電流參考值生成單元包括加法器I、乘法器I、減法器I和積分器I ; 所述步驟A包括下述步驟 a、以N個直流側電容電壓測量值作所述有功電流參考值生成單元的輸入量，即將測量表計的輸出量輸入到加法器I中求和，得到和值； b、所述步驟a的和值與常數量1/N作為乘法器I的輸入量，所述乘法器I的輸出量為N個直流側電容電壓的平均值； C、所述平均值與直流側電容電壓參考值輸入到減法器I，所述減法器I的輸出量為直流側電容電壓誤差值； d、所述直流側電容電壓誤差值輸入到積分器I進行積分，積分所得的結果為有功電流參考值。
4.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，特殊橋選擇單元實現所述步驟B選擇特殊橋；所述特殊橋選擇單元包括N個減法器和比較器I ; 所述步驟B包括下述步驟 (1)以N個直流側電容電壓測量值和電容電壓參考值作為所述N個減法器的輸入量，每個所述直流側電容電壓測量值和所述電容電壓參考值分別進行比較，得到N個減法器的N個輸出量，所述N個輸出量為N個直流側電容電壓誤差量； (2)所述N個直流側電容電壓誤差量輸入到比較器I中，所述直流側電容電壓誤差量在比較器I中兩兩進行比較求出最大直流側電容電壓誤差值，所述最大直流側電容電壓誤差值的H橋即為特殊橋。
5.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，STATCOM輸出電流參考值生成單元實現所述步驟C生成STATCOM輸出電流參考值；所述STATCOM輸出電流參考值生成單元包括鎖相環、正弦函數生成器、餘弦函數生成器、兩個乘法器以及加法器II ; 所述步驟C包括下述步驟 i、以低壓側線電壓測量值為所述STATCOM輸出電流參考值生成單元的輸入量，經過所述鎖相環求得所述低壓側線電壓測量值的相位值； ii、所述相位值分別輸入正弦函數生成器和餘弦函數生成器後分別得到正弦函數值和餘弦函數值； iii、所述正弦函數值與步驟A求得的有功電流參考值作為一個乘法器的輸入；所述餘弦函數值與給定的無功電流參考值作為另一個乘法器的輸入，得到兩個輸出量； iv、將步驟iii的輸出量輸入到加法器II中，所述加法器II的輸出值即為STATCOM輸出電流參考值。
6.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，特殊橋間接電流控制單元實現所述步驟D特殊橋間接電流控制；所述特殊橋間接電流控制單元包括兩個積分器、乘法器II、加法器III、減法器II和PWM調製器I ; 所述步驟D包括下述步驟 ①以步驟B得到的最大直流側電容電壓誤差值作為一個積分器的輸入量，經積分環節得到特殊橋電壓修正量幅值，所述特殊橋電壓修正量幅值與步驟C中步驟ii的輸出量正弦函數值一起輸入乘法器II，得到特殊橋電壓修正值； ②將步驟C得到的STATCOM輸出電流參考值輸入和輸出電流測量值在減法器II中疊加後另一個積分器進行積分，得到特殊橋電壓參考值； ③將步驟①得到的特殊橋電壓修正值和步驟②得到的特殊橋電壓參考值輸入到加法器III中，輸出的信號作為PWM調製器的輸入量，輸出脈衝序列，所述脈衝序列作為特殊橋中功率開關器件的脈衝觸發信號。
7.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，非特殊橋直接電流控制單元實現所述步驟E非特殊橋直接電流控制；所述非特殊橋直接電流控制單元包括減法器III、兩個積分器和PWM調製器II ； 所述步驟E包括 將步驟C得到的STATCOM輸出電流參考值和非特殊橋輸出電流測量值在減法器III中疊加後依次輸入兩個積分器中，輸出的信號作為PWM調製器II的輸入量,輸出脈衝序列,所述脈衝序列作為除特殊橋之外的所有非特殊橋中功率開關器件的脈衝觸發信號。
8.如權利要求I所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，所述方法將N個級聯的H橋單兀劃分為特殊橋和非特殊橋。
9.如權利要求8所述的STATCOM直流側電容電壓平衡控制方法，其特徵在於，所述特殊橋是指採用間接電流控制方法控制的H橋；所述非特殊橋是指採用直接電流控制方法控制的H橋。
全文摘要
本發明涉及一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡的控制方法。該控制方法包括直接電流控制和間接電流控制相結合；該方法包括下述步驟生成有功電流參考值；選擇特殊橋；生成STATCOM輸出電流參考值；特殊橋間接電流控制；非特殊橋直接電流控制。本發明提供的控制方法用於級聯式多電平STATCOM直流側電容電壓平衡控制。該方法不僅保證了直流電容電壓在各H橋間的平衡，提高了控制環節的響應速度、優化了系統性能，也無需附加硬體電路，不會增加靜止同步補償器STATCOM裝置的硬體成本。
文檔編號H02M1/32GK102684204SQ20121012719
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日
發明者吉平, 戴朝波, 武守遠 申請人:中電普瑞科技有限公司