【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能电网，具体地说，是涉及mmdtc型statcom的运行模式、运行控制方法及控制装置。
技术介绍
1、statcom(static synchronous compensator，静态同步补偿器)是一种基于电力电子技术的并联装置，能够实时调节无功功率、稳定电网电压、提升电能质量，为配电网的安全稳定运行提供了有力支撑。随着风能和光伏等可再生能源并网容量的增加，statcom的重要性愈发凸显。
2、传统的多电平拓扑如飞跨电容型、二极管钳位型、级联h桥型多电平变换器和模块化多电平变换器等虽然推动了中压大功率statcom的发展，但存在半导体功率器件需求大或电容电压平衡难题。相比之下，mmdtc(modular multilevel dc-link based t-typeconverter，模块化多电平直流链t型变换器)在相同电压和功率等级下，具备器件数量少、变换效率高和抵抗电网电压不平衡能力强等优势，是中压大功率statcom极具潜力的拓扑结构之一。
3、通常，mmdtc型statcom采用大容值运行模式(传统运行模式)，即：每个子模块均配置一个大容值的电容来保证电容电压波动维持在较小范围内，以避免过调制。大容值的电容不仅成本高，且耐压能力有限，寿命较短。
4、此外，现有mmdtc型statcom通常采用多pi控制器和模型预测控制进行运行控制。其中，多pi控制器用于实现总电容电压平衡、子模块电容电压均衡和输出电流控制；模型预测控制通过评估所有可能的开关组合，以最优化包括输出电流、子
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种mmdtc型statcom的运行模式，解决现有mmdtc型statcom运行在大容值模式下存在的电容成本高、耐压能力有限、寿命较短等的问题。
2、本专利技术的目的之二是提供一种mmdtc型statcom的运行控制方法及控制装置，以提高控制的精度和效率，增强运行稳定性和可靠性。
3、为实现上述专利技术目的之一，本专利技术采用下述技术方案予以实现：
4、一种mmdtc型statcom的运行模式，所述mmdtc型statcom包括上桥臂、下桥臂和t型结构，所述上桥臂和所述下桥臂包括多个级联的子模块，所述运行模式包括：
5、在每个所述子模块的直流侧并联一个容值为c1的电容，使得所述mmdtc型statcom以电容容值为c1的结构运行；
6、所述容值c1采用下述方法确定：
7、
8、n为每个桥臂级联的子模块的数量；io为相电流的幅值；vg为电网相电压的幅值；ω为基波角频率；l为输出端滤波电感的电感值；λ为滤波电感电压与电网相电压幅值的比值；ε为电容电压波动比。
9、为实现上述专利技术目的之二，本专利技术提供的运行控制方法采用下述技术方案予以实现：
10、一种mmdtc型statcom的运行控制方法，所述mmdtc型statcom具有上述的运行模式，所述运行控制方法包括：
11、将总电容电压参考值和实时获取的总电容电压检测值的差值输入pi控制器进行pi计算，输出d轴电流参考值
12、基于所述d轴电流参考值q轴电流参考值三相采样电流和三相采样电压，根据输出电流预测模型获得输出电流预测值，根据所述输出电流预测值确定代价函数值，基于所述代价函数值确定预测的子模块投入数量；
13、基于每个子模块的电容电压和所述预测的子模块投入数量，确定实际投入的子模块；
14、根据所述实际投入的子模块控制mmdtc型statcom的运行。
15、本申请的一些实施例中，基于所述d轴电流参考值所述q轴电流参考值所述三相采样电流和所述三相采样电压，根据输出电流预测模型获得输出电流预测值，具体包括：
16、对所述d轴电流参考值和所述q轴电流参考值进行clark变换，获得α轴的输出电流分量参考值和β轴的输出电流分量参考值
17、对所述三相采样电流和所述三相采样电压分别进行clark变换，获得α轴的输出电流分量iα、β轴的输出电流分量iβ、α轴的输出电压分量uα、β轴的输出电压分量uβ、α轴的交流电网电压分量ugα、β轴的输出电压分量ugβ；
18、将iα、iβ、uα、uβ、ugα、ugβ分别离散化，根据离散电流预测模型m获得输出电流预测值；
19、
20、ts为采样周期，k为时刻；l为输出端滤波电感的电感值。
21、本申请的一些实施例中，根据所述输出电流预测值确定代价函数值，基于所述代价函数值确定预测的子模块投入数量，具体包括：
22、对按照所述采样周期ts进行离散化；
23、遍历所有上桥臂和下桥臂投入的子模块数量的组合，根据代价函数j计算每个组合的代价函数值；代价函数j为：
24、选取代价函数值最小的子模块数量的组合，作为预测的子模块投入数量。
25、本申请的一些实施例中，基于每个子模块的电容电压和预测的子模块投入数量，确定实际投入的子模块，具体包括：
26、计算第j个子模块在k+1时刻的电容电压ucj(k+1)：
27、
28、将上桥臂中的所有子模块的电容电压升序排列或降序排列；将下桥臂中的所有子模块的电容电压升序排列或降序排列；
29、在桥臂电流大于0时，按照电容电压自小至大的顺序以及所述预测的子模块投入数量，确定实际投入的子模块；
30、在桥臂电流小于等于0时，按照电容电压自大至小的顺序以及所述预测的子模块投入数量，确定实际投入的子模块；
31、ucj(k)为第j个子模块在k时刻的电容电压；c为子模块并联的电容的容值；iarm(k)为k时刻的桥臂电流值；sj(k)为第j个子模块的开关函数，在k时刻第j个子模块投入时，sj(k)＝1，否则，sj(k)＝0。
32、本申请的一些实施例中，基于每个子模块的电容电压和预测的子模块投入数量，确定实际投入的子模块，具体包括：
33、计算第j个子模块在k+1时刻的电容电压ucj(k+1)：
34、
35、对所述电容电压ucj(k+1)进行修改，获得k+1时刻的修正电容电压ucj_new(k+1)：
36、
37、将上桥臂中的所有子模块的修正电容电压升序排列或降序排列；将下桥臂中的所有子模块的修正电容电压升序排列或降序排列；
38、在桥臂电流大于0时，按照修正电容电压自小至大的顺序以及所述预测的子模块投入数量，确定实际投入的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MMDTC型STATCOM的运行模式，所述MMDTC型STATCOM包括上桥臂、下桥臂和T型结构，所述上桥臂和所述下桥臂包括多个级联的子模块，其特征在于，所述运行模式包括：
2.一种MMDTC型STATCOM的运行控制方法，其特征在于，所述MMDTC型STATCOM具有上述权利要求1所述的运行模式，所述运行控制方法包括：
3.根据权利要求2所述的MMDTC型STATCOM的运行控制方法，其特征在于，基于所述d轴电流参考值所述q轴电流参考值所述三相采样电流和所述三相采样电压，根据输出电流预测模型获得输出电流预测值，具体包括：
4.根据权利要求3所述的MMDTC型STATCOM的运行控制方法，其特征在于，根据所述输出电流预测值确定代价函数值，基于所述代价函数值确定预测的子模块投入数量，具体包括：
5.根据权利要求4所述的MMDTC型STATCOM的运行控制方法，其特征在于，基于每个子模块的电容电压和预测的子模块投入数量，确定实际投入的子模块，具体包括：
6.根据权利要求4所述的MMDTC型STATCOM的运行控制方法
7.一种MMDTC型STATCOM的运行控制装置，其特征在于，所述MMDTC型STATCOM具有上述权利要求1所述的运行模式，所述运行控制装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种mmdtc型statcom的运行模式，所述mmdtc型statcom包括上桥臂、下桥臂和t型结构，所述上桥臂和所述下桥臂包括多个级联的子模块，其特征在于，所述运行模式包括：
2.一种mmdtc型statcom的运行控制方法，其特征在于，所述mmdtc型statcom具有上述权利要求1所述的运行模式，所述运行控制方法包括：
3.根据权利要求2所述的mmdtc型statcom的运行控制方法，其特征在于，基于所述d轴电流参考值所述q轴电流参考值所述三相采样电流和所述三相采样电压，根据输出电流预测模型获得输出电流预测值，具体包括：
4.根据权利要求3所述的mmdtc型statcom的...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛得存，崔相政，林健健，乔峰，刘硕，晏齐忠，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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