一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制電路制造技術

本實用新型專利技術涉及一種控制電路，具體涉及一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制電路。該控制電路包括有功電流參考值生成單元、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；所述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依次連接。該控制電路用于級聯式多電平STATCOM直流側電容電壓平衡控制。該控制電路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，也無需附加硬件電路，不會增加靜止同步補償器STATCOM裝置的硬件成本。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種控制電路，具體涉及一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制電路。
技術介紹
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，采用跟蹤型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。由于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。由于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。在采用移相載波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采用附加硬件電路和不采用附加硬件電路控制兩大類。采用附加硬件電路的方法有通過在直流側電容器并聯一個可調電阻來調節裝置的等效損耗、基于交流母線能量交換方法和采用直流母線能量交換方法等。附加的硬件電路增加了 STATCOM電路拓撲結構的復雜性，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。不采用附加硬件電路控制直流側電容電壓平衡的策略主要有基于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采用分相瞬時電流跟蹤的方法控制電容電壓平衡，參考文獻_。J. A. Barrena, L. Marroyo,M.A. Rodriguez,et al. DC Voltage Balancing forPWM Cascaded H-Bridge Converter Based STATCOM. IEEE IEC0N，Nov. 7-10，2006，Paris，France : 1840-1845. 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.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. 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.。
技術實現思路
針對現有技術存在的問題，本技術的目的是提供一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制電路，用于級聯式多電平STATCOM直流側電容電壓平衡控制。該控制電路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，也無需附加硬件電路，不會增加靜止同步補償器STATCOM裝置的硬件成本。本技術的目的是采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電路，其改進之處在于，所述電路包括有功電流參考值生成單元、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；所述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依次連接。本技術提供的一種優選的技術方案是所述有功電流參考值生成單元包括依次連接的加法器I、乘法器I、減法器I和積分器I ;所述積分器I與STATCOM輸出電流參考值生成單元中的乘法器II連接；所述加法器I的輸入量為N個直流側電容電壓測量值，即為N個測量表計的輸出量輸入到所述加法器I中求和，輸出和值；所述和值與常數量1/N輸入到所述乘法器I中得到N個直流側電容電壓的平均值；所述N個直流側電容電壓的平均值與電容電壓參考值輸入到減法器I得到直流側電容電壓的誤差值；所述直流側電容電壓的誤差值輸入到所述積分器I中進行積分，積分器I的積分結果為有功電流參考值。本技術提供的第二優選的技術方案是所述STATCOM輸出電流參考值生成單元包括鎖相環、正弦函數生成器、余弦函數生成器、乘法器II、乘法器III和加法器II;所述正弦函數生成器和余弦函數生成器并聯組成函數生成器支路；所述乘法器II和乘法器III并聯組成乘法器支路；所述鎖相環、函數生成器支路、乘法器支路和加法器II依次連接；所述正弦函數生成器的輸出端與特殊橋間接電流控制單元中的乘法器IV連接；所述加法器II分別與特殊橋間接電流控制單元中的減法器II和非特殊直接電流控制單元中的減法器III連接；低壓側線電壓測量值輸入到所述鎖相環中求得所述低壓側線電壓測量值的相位值；所得的相位值分別輸入到正弦函數生成器和余弦函數生成器后分別得到正弦函數值和余弦函數值；所述正弦函數值與所得的有功電流參考值輸入到乘法器II中；所述余弦函數值與無功電流參考值輸入到乘法器III中；得到兩個乘法器的輸出量；將所述乘法器的輸出量輸入到加法器II中，所述加法器II輸出量為STATCOM輸出電流參考值。本技術提供的第三優選的技術方案是所述特殊橋選擇單元包括N個減法器和比較器I ;所述N個減法器并聯后與所述比較器I串聯；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；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。本技術提供的第四優選的技術方案是所述特殊橋間接電流控制單元包括PWM調制器I、加法器III、減法器II、乘法器N、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調制器I與加法器III連接；所述最大直流側電容電壓誤差值作為積分器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種級聯式STATCOM直流側電容電壓平衡控制電路，其特征在于，所述電路包括有功電流參考值生成單元、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；所述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依次連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴朝波，吉平，武守遠，
申請(專利權)人：中電普瑞科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：