一種靜止同步補(bǔ)償器控制延時(shí)的補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于靜止同步補(bǔ)償器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種靜止同步補(bǔ)償器控制延時(shí) 的補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦企業(yè)配電網(wǎng)中存在大量的變壓器、電機(jī)等感性負(fù)荷和電弧爐、電焊機(jī)等沖擊 性負(fù)荷，無(wú)功功率需求的不滿足和沖擊性負(fù)荷的頻繁動(dòng)作會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和閃變， 影響企業(yè)的正常生產(chǎn)和人民的正常生活，同時(shí)導(dǎo)致線損增加以及功率因數(shù)降低。無(wú)功功率 補(bǔ)償可合理利用系統(tǒng)容量，提高功率因數(shù)，降低線路損耗，穩(wěn)定接入點(diǎn)系統(tǒng)電壓。相比固定 電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器SVC等傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償方法，靜止同步補(bǔ)償器STATC0M 由于其具有高度可控性和快速響應(yīng)性、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)而成為近些年以來(lái)無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域 研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
[0003] 隨著對(duì)靜止同步補(bǔ)償器研究和應(yīng)用的深入發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中會(huì)存在以下兩部 分控制延時(shí)：檢測(cè)采樣環(huán)節(jié)不可避免的存在系統(tǒng)延時(shí)；數(shù)字控制系統(tǒng)固有的控制信號(hào)離散 化會(huì)產(chǎn)生延時(shí)?？刂蒲訒r(shí)的存在使得靜止同步補(bǔ)償器的補(bǔ)償性能受到較大的影響。
[0004] 控制延時(shí)的存在使得系統(tǒng)指令電流信號(hào)滯后于實(shí)際指令電流信號(hào)，將大大影響靜 止同步補(bǔ)償器的補(bǔ)償精度，且隨著延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的增加影響也越大，嚴(yán)重情況下不僅起不到補(bǔ) 償作用，甚至?xí)殡娋W(wǎng)引入額外的無(wú)功電流，使得電網(wǎng)質(zhì)量更加惡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決控制延時(shí)對(duì)補(bǔ)償系統(tǒng)的影響，本發(fā)明提供一種靜止同步補(bǔ)償器控制延時(shí)的 補(bǔ)償方法。這種補(bǔ)償方法通過判斷電網(wǎng)狀態(tài)，進(jìn)而根據(jù)不同的狀態(tài)對(duì)指令電流信號(hào)進(jìn)行修 正，使得指令電流信號(hào)的精度得以提高，提高了靜止同步補(bǔ)償器的控制精度。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下幾個(gè)步驟：
[0007] (1) ·檢測(cè)三相負(fù)載電流iu、iLb、L，對(duì)iu、iLb、i Ji行3/2變換和旋轉(zhuǎn)變換得到 有功電流和無(wú)功電流分量ip、iq，將ip通過低通濾波器LPF得到其直流分量^，將];旋轉(zhuǎn)變 換和2/3變換后可得到系統(tǒng)電流的基波有功分量iSaF、isbF、i&F;
[0008] (2).根據(jù)理想情況下每個(gè)基波周期內(nèi)的電網(wǎng)電流采樣點(diǎn)數(shù)學(xué)期望為零的特點(diǎn)， 采用t檢驗(yàn)對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行判斷：首先通過
.計(jì)算t的大小，其中η為一個(gè)基 波內(nèi)采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，J為一個(gè)基波周期內(nèi)采樣點(diǎn)的樣本均值，S為一個(gè)基波周期內(nèi)采樣點(diǎn) 的樣本方差；接著通過查表得出h α/2(η_1)的值，其中令置信水平為α = 80%，接著對(duì) 統(tǒng)計(jì)值七和^ α/2(η-1)進(jìn)行比較，如果t>h α/2(η-1)則認(rèn)為電網(wǎng)此時(shí)為暫態(tài)過程，如果 t彡L α/2(η-1)則認(rèn)為電網(wǎng)為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行；
[0009] (3).根據(jù)上述判斷結(jié)果對(duì)iSaF、isbF、i SeF進(jìn)行延時(shí)補(bǔ)償，得到靜止同步補(bǔ)償器的 指令電流信號(hào)iSaF*、"bp*、i&p*。具體的實(shí)施方法如下：① a、b、c三相補(bǔ)償方法相同，在 此以a相為例進(jìn)行說明；②通常以一個(gè)采樣周期作為控制延時(shí)的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，即令控制 延時(shí)τ等于采樣周期ΔΤ。當(dāng)認(rèn)為電網(wǎng)處于暫態(tài)過程時(shí)：a相指令電流信號(hào)"/(1〇 = 2iSaF(k)-iSaF(k_l);當(dāng)認(rèn)為電網(wǎng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)：a相指令電流信號(hào)
其 中，T為一個(gè)基波周期時(shí)長(zhǎng)，ΔΤ為系統(tǒng)一個(gè)采樣周期時(shí)長(zhǎng)，τ為控制延時(shí)時(shí)長(zhǎng)，iSaF*(k) 為第k時(shí)刻系統(tǒng)a相電流指令信號(hào)，iSaF*(k_l)為第k-1時(shí)刻系統(tǒng)a相電流指令信號(hào)，
為第
時(shí)刻系統(tǒng)a相電流指令信號(hào)。同理，可得到b、c兩相的指令電流 信號(hào) isbF*、iScF* ;
[0010] (4).將指令電流iSaF*isbF*、i&F*作為給定信號(hào)，電網(wǎng)電流i Sa、isb、is。作為反饋信 號(hào)進(jìn)行比例諧振電流控制；
[0011] (5).將比例諧振電流控制環(huán)節(jié)輸出電壓矢量If進(jìn)行電壓空間矢量脈寬調(diào)制，輸出 調(diào)制信號(hào)給六個(gè)開關(guān)管。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在總結(jié)靜止同步補(bǔ)償器運(yùn)行 中產(chǎn)生控制延時(shí)時(shí)長(zhǎng)的基礎(chǔ)上。通過對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，結(jié)果迅速可靠，在此基礎(chǔ)上 通過針對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)不同情況對(duì)指令電流進(jìn)行修正，提高了指令電流信號(hào)的精度。使 得采用本方法的靜止同步補(bǔ)償器，控制精度得以提高，減小了控制延時(shí)的存在對(duì)系統(tǒng)的不 良影響。
【附圖說明】
[0013] 圖1是基于ip_iq法得到系統(tǒng)基波有功電流分量的原理示意圖。
[0014] 圖2是本發(fā)明所述電網(wǎng)電流暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)的判斷算法流程示意圖。
[0015] 圖3是本發(fā)明所述延時(shí)補(bǔ)償方法的原理示意圖。
[0016] 圖4是本發(fā)明所述延時(shí)補(bǔ)償方法的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0018] 圖1是基于ip-iq法得到系統(tǒng)基波有功電流分量的原理示意圖。
[0019] 三相電源電壓對(duì)稱，iu、U、L分別為三相負(fù)載電流，通常包含基波有功電流、基 波無(wú)功電流和諧波電流。根據(jù)瞬時(shí)無(wú)功功率理論可得：將三相負(fù)載電流過3/2 變換后得到兩相電流i α、i e，將i α、i e通過兩相旋轉(zhuǎn)變換得到有功電流和無(wú)功電流分量i p、 iq，其中變換矩陣C中的同步信號(hào)來(lái)源對(duì)系統(tǒng)a相電壓ea的鎖相，將i p通過低通濾波器LPF 可得有功電流直流分量將?反變換后可得到系統(tǒng)基波有功電流分量1^、1^、1^。
[0020] 圖2是電網(wǎng)電流暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)的判斷算法流程示意圖。
[0021] 當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)其三相基波有功電流分量iSF是一個(gè)周期性的正弦量，那么每 個(gè)基波周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)學(xué)期望為零，為了準(zhǔn)確判斷電網(wǎng)電流究竟是處于穩(wěn)態(tài)還是暫態(tài)， 在此采用假設(shè)檢驗(yàn)的方法。其基本原理是：假設(shè)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)情況，那么所選取的樣本數(shù)學(xué) 期望μ與總體數(shù)學(xué)期望相等，記作Η。;接著對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)給定置信水平 進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，做出拒絕或接受假設(shè)Η。的判斷。本算法令置信水平為α =80%， 可得原假設(shè)與備選