一種提高statcom補償指令電流檢測精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高靜止同步補償器（staticSynchronous Compensator,STATCOM)補償指令電流檢測精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] STATCOM是一種動態(tài)無功功率補償、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)今補償領(lǐng)域最新技術(shù)的代表。STATCOM能否快速、準(zhǔn) 確地進行動態(tài)跟蹤補償，取決于其指令電流的檢測方法。目前，國內(nèi)外對STATCOM補償指令 電流檢測方法進行了多方面的研究。2008年第8期《高電壓技術(shù)》中的"自適應(yīng)頻率跟蹤 的諧波電流檢測方法"一文采用LMS算法在線優(yōu)化，從而獨立實時地檢測出各相電流中的 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檢測方法， 不僅能檢測諧波電流中的基波成分，也能檢測出高次諧波分量的幅值和相位。2005年第9 期《中國電機工程學(xué)報》中的"基于FFT和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非整數(shù)次諧波檢測方法"一文先對采 樣信息用加漢寧窗的FFT算法進行預(yù)處理，得到諧波個數(shù)和精度不高的諧波次數(shù)；其次根 據(jù)諧波個數(shù)設(shè)定神經(jīng)元個數(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；最后對改進后的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，便可實現(xiàn)非整數(shù)次諧波的精確檢測。2009 年第2期《高電壓技術(shù)》中的"基于瞬時無功理論的諧波和無功電流檢測方法"一文按照算 法的拓撲結(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)以及整體電路四個部分，將不 同環(huán)節(jié)的改進方法進行相互結(jié)合，以應(yīng)用于不同的檢測情況，從而達到最佳的檢測效果，降 低對系統(tǒng)硬件的準(zhǔn)確度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對傳統(tǒng)ip-iq算法檢測STATCOM補償指令電流時，易因測量點和補償點端 口不在同一位置產(chǎn)生相位及幅值檢測誤差問題，提出了一種提高STATCOM跨越端口時補償 指令電流檢測精度的方法。該方法引入測量點和補償點的電壓相位信息，通過預(yù)置相位補 償角消除因STATCOM電壓相位差異引起的檢測誤差，通過設(shè)置PR控制器消除因STATCOM電 壓幅值差異引起的檢測誤差，從而提高STATCOM補償指令電流檢測精度。
[0004]
【具體實施方式】如下： 第一步，分別從STATCOM負載測量點和補償注入點處引入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，進行 逆變換前，通過預(yù)置相位補償角使變換矩陣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)生的檢測誤差； 第三步，得出測量點處電壓ea與補償點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)生的檢測誤差。 仿真與實驗結(jié)果分析
[0005] 根據(jù)圖1，利用Matlab/simulink工具搭建跨越端口STATC0M仿真模型進行了仿 真。仿真系統(tǒng)詳細參數(shù)如下：電源線電壓311V，電源線電流32A，電網(wǎng)頻率50Hz，負載電感 ImH，負載電阻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 載電流的波形，可以明顯看出，電源電壓波形幅度不平衡，負載電流波形嚴(yán)重畸變，波動較 大。圖3(a)、（b)分別為傳統(tǒng)ip-iq檢測方法和本發(fā)明檢測方法檢測到的諧波電流波形。傳 統(tǒng)的ip-iq檢測方法檢測到的電流波形不佳，其相位與電源電壓相位不一致，存在延時和誤 差。本發(fā)明檢測方法提取到的電流實時性好，大大提高了檢測精度。
[0006] 為了驗證上述檢測方法的效果，將傳統(tǒng)ip-iq檢測方法和本發(fā)明檢測方法應(yīng)用于 跨越端口STATC0M補償系統(tǒng)中進行實驗，結(jié)果如圖4、圖5所示。圖4為補償前的電網(wǎng)電流 波形，其波形畸變嚴(yán)重。圖5(a)、（b)為補償后的電網(wǎng)電流波形，從0.04s開始對電網(wǎng)諧波 進行補償。可以明顯看出，經(jīng)傳統(tǒng)ip-iq檢測方法得到的補償后電網(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)明檢測方法得到的補償后電網(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補償指令電流檢測精度方法原理圖 圖2單相電源電壓和負載電流波形 圖3檢測到的a相指令電流 圖4補償前的電網(wǎng)電流波形 圖5補償后的電網(wǎng)電流波形
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明主要提出一種提高STATCOM補償指令電流檢測精度的方法，具體原理和步驟 如下： 第一步，分別從STATC0M負載測量點和補償注入點處引入、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，進行逆變換前， 通過預(yù)置相位補償角，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)生的檢測誤差； 第三步，得出測量點處電壓與補償點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 的檢測誤差，提高補償指令電流的檢測精度。
【專利摘要】本發(fā)明針對傳統(tǒng)算法檢測STATCOM補償指令電流時，易因測量點和補償點端口不在同一位置產(chǎn)生相位及幅值檢測誤差問題，提出了一種提高STATCOM跨越端口時補償指令電流檢測精度的方法。該方法引入測量點和補償點的電壓相位信息，通過預(yù)置相位補償角消除因STATCOM電壓相位差異引起的檢測誤差，通過設(shè)置PR控制器消除因STATCOM電壓幅值差異引起的檢測誤差，從而提高STATCOM補償指令電流檢測精度。
【IPC分類】G01R19/00, H02J3/18
【公開號】CN105186526
【申請?zhí)枴緾N201510299145
【發(fā)明人】李圣清, 袁黎, 唐琪
【申請人】湖南工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年6月3日