一種提高statcom補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高靜止同步補(bǔ)償器（staticSynchronous Compensator,STATCOM)補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] STATCOM是一種動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償、維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定、提高電能質(zhì)量的重要電力 電子設(shè)備，近年來得到迅速發(fā)展，是當(dāng)今補(bǔ)償領(lǐng)域最新技術(shù)的代表。STATCOM能否快速、準(zhǔn) 確地進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，取決于其指令電流的檢測(cè)方法。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)STATCOM補(bǔ)償指令 電流檢測(cè)方法進(jìn)行了多方面的研究。2008年第8期《高電壓技術(shù)》中的"自適應(yīng)頻率跟蹤 的諧波電流檢測(cè)方法"一文采用LMS算法在線優(yōu)化，從而獨(dú)立實(shí)時(shí)地檢測(cè)出各相電流中的 基波和各次諧波分量，具有優(yōu)良的跟隨性能。2010年第2期《電力自動(dòng)化設(shè)備》中的"基于 自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有源電力濾波器諧波電流提取方法"一文提出一種基于ADNN檢測(cè)方法， 不僅能檢測(cè)諧波電流中的基波成分，也能檢測(cè)出高次諧波分量的幅值和相位。2005年第9 期《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》中的"基于FFT和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非整數(shù)次諧波檢測(cè)方法"一文先對(duì)采 樣信息用加漢寧窗的FFT算法進(jìn)行預(yù)處理，得到諧波個(gè)數(shù)和精度不高的諧波次數(shù)；其次根 據(jù)諧波個(gè)數(shù)設(shè)定神經(jīng)元個(gè)數(shù)，根據(jù)預(yù)處理后得到的諧波次數(shù)設(shè)定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)諧波次數(shù)迭代的 初始值；最后對(duì)改進(jìn)后的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，便可實(shí)現(xiàn)非整數(shù)次諧波的精確檢測(cè)。2009 年第2期《高電壓技術(shù)》中的"基于瞬時(shí)無功理論的諧波和無功電流檢測(cè)方法"一文按照算 法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將其分為鎖相環(huán)節(jié)、矢量變換環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)以及整體電路四個(gè)部分，將不 同環(huán)節(jié)的改進(jìn)方法進(jìn)行相互結(jié)合，以應(yīng)用于不同的檢測(cè)情況，從而達(dá)到最佳的檢測(cè)效果，降 低對(duì)系統(tǒng)硬件的準(zhǔn)確度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)ip-iq算法檢測(cè)STATCOM補(bǔ)償指令電流時(shí)，易因測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償點(diǎn)端 口不在同一位置產(chǎn)生相位及幅值檢測(cè)誤差問題，提出了一種提高STATCOM跨越端口時(shí)補(bǔ)償 指令電流檢測(cè)精度的方法。該方法引入測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償點(diǎn)的電壓相位信息，通過預(yù)置相位補(bǔ) 償角消除因STATCOM電壓相位差異引起的檢測(cè)誤差，通過設(shè)置PR控制器消除因STATCOM電 壓幅值差異引起的檢測(cè)誤差，從而提高STATCOM補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度。
[0004]
【具體實(shí)施方式】如下： 第一步，分別從STATCOM負(fù)載測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償注入點(diǎn)處引入a、b兩相電壓信息ea、eb; 第二步，得出ea、eb之間的初始相位差為將％的相位作為逆變換的發(fā)生信號(hào)，進(jìn)行 逆變換前，通過預(yù)置相位補(bǔ)償角使變換矩陣C和逆變換矩陣為等相位矩陣，從而消 除因跨越端口電壓相位差異產(chǎn)生的檢測(cè)誤差； 第三步，得出測(cè)量點(diǎn)處電壓ea與補(bǔ)償點(diǎn)處電壓以之間的幅值比為'，在低通濾 U"m 波器（LPF)后增加PR控制器，根據(jù)功率平衡定理，得到PR控制器的比例調(diào)節(jié)系數(shù)為1/KUP， 將~的直流分量送到PR控制器經(jīng)比例諧振運(yùn)算后得到與eb等幅值的直流分量，從而消除 因跨越端口電壓幅值差異產(chǎn)生的檢測(cè)誤差。 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
[0005] 根據(jù)圖1，利用Matlab/simulink工具搭建跨越端口STATC0M仿真模型進(jìn)行了仿 真。仿真系統(tǒng)詳細(xì)參數(shù)如下：電源線電壓311V，電源線電流32A，電網(wǎng)頻率50Hz，負(fù)載電感 ImH，負(fù)載電阻100Q，線路電感ImH，線路電阻5Q。圖2 (a)、（b)分別為單相電源電壓和負(fù) 載電流的波形，可以明顯看出，電源電壓波形幅度不平衡，負(fù)載電流波形嚴(yán)重畸變，波動(dòng)較 大。圖3(a)、（b)分別為傳統(tǒng)ip-iq檢測(cè)方法和本發(fā)明檢測(cè)方法檢測(cè)到的諧波電流波形。傳 統(tǒng)的ip-iq檢測(cè)方法檢測(cè)到的電流波形不佳，其相位與電源電壓相位不一致，存在延時(shí)和誤 差。本發(fā)明檢測(cè)方法提取到的電流實(shí)時(shí)性好，大大提高了檢測(cè)精度。
[0006] 為了驗(yàn)證上述檢測(cè)方法的效果，將傳統(tǒng)ip-iq檢測(cè)方法和本發(fā)明檢測(cè)方法應(yīng)用于 跨越端口STATC0M補(bǔ)償系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖4、圖5所示。圖4為補(bǔ)償前的電網(wǎng)電流 波形，其波形畸變嚴(yán)重。圖5(a)、（b)為補(bǔ)償后的電網(wǎng)電流波形，從0.04s開始對(duì)電網(wǎng)諧波 進(jìn)行補(bǔ)償?？梢悦黠@看出，經(jīng)傳統(tǒng)ip-iq檢測(cè)方法得到的補(bǔ)償后電網(wǎng)電流波形效果不佳，仍 含有較多諧波，誤差較大。而經(jīng)本發(fā)明檢測(cè)方法得到的補(bǔ)償后電網(wǎng)電流波形已相當(dāng)接近正 弦波，諧波含量明顯減少，從而驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。 【附圖說明】 圖1 一種提高STATC0M補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度方法原理圖 圖2單相電源電壓和負(fù)載電流波形 圖3檢測(cè)到的a相指令電流 圖4補(bǔ)償前的電網(wǎng)電流波形 圖5補(bǔ)償后的電網(wǎng)電流波形
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明主要提出一種提高STATCOM補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度的方法，具體原理和步驟 如下： 第一步，分別從STATC0M負(fù)載測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償注入點(diǎn)處引入、兩相電壓信息、； 第二步，得出、之間的初始相位差為，將的相位作為逆變換的發(fā)生信號(hào)，進(jìn)行逆變換前， 通過預(yù)置相位補(bǔ)償角，使變換矩陣和逆變換矩陣為等相位矩陣，從而消除因跨越端口電壓 相位差異產(chǎn)生的檢測(cè)誤差； 第三步，得出測(cè)量點(diǎn)處電壓與補(bǔ)償點(diǎn)處電壓之間的幅值比為，在低通濾波器（LPF)后增 加PR控制器，根據(jù)功率平衡定理，得到PR控制器的比例調(diào)節(jié)系數(shù)為，將直流分量送到PR控 制器經(jīng)比例諧振運(yùn)算后得到與等幅值的直流分量，從而消除因跨越端口電壓幅值差異產(chǎn)生 的檢測(cè)誤差，提高補(bǔ)償指令電流的檢測(cè)精度。
【專利摘要】本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)算法檢測(cè)STATCOM補(bǔ)償指令電流時(shí)，易因測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償點(diǎn)端口不在同一位置產(chǎn)生相位及幅值檢測(cè)誤差問題，提出了一種提高STATCOM跨越端口時(shí)補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度的方法。該方法引入測(cè)量點(diǎn)和補(bǔ)償點(diǎn)的電壓相位信息，通過預(yù)置相位補(bǔ)償角消除因STATCOM電壓相位差異引起的檢測(cè)誤差，通過設(shè)置PR控制器消除因STATCOM電壓幅值差異引起的檢測(cè)誤差，從而提高STATCOM補(bǔ)償指令電流檢測(cè)精度。
【IPC分類】G01R19/00, H02J3/18
【公開號(hào)】CN105186526
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510299145
【發(fā)明人】李圣清, 袁黎, 唐琪
【申請(qǐng)人】湖南工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月3日