【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能质量控制，涉及一种无直流母线电容的调压装置控制方法，尤其是一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法。
技术介绍
1、随着新能源的快速发展与电力电子技术的不断发展，分布式能源大规模并网，配电网电压呈现出快速波动的特点。同时越来越多的电力电子设备被接入电网，电力系统中非线性负载的持续增加，电力系统中的谐波问题日益严重，严重影响配电网中对关键负荷供电的电能质量。因此采用柔性装置进行电压调节与谐波补偿已经成为电能质量治理的一种重要手段。
2、当电网电压频繁波动的时候，柔性调压装置可以通过闭环调节的方式实现对负载侧电压的快速调节，但是很多时候，配电网为负载提供的供电电压往往是非正弦的，所以在为配电网中的关键负载供电时，通常需要采取谐波补偿措施。
3、最早采用的谐波补偿措施是在调压装置的输出侧采用无源滤波器，这种设备以最简单、最低廉的成本实现对电压谐波的补偿，但无源滤波器往往带负载能力差，且可能与系统发生谐振。因此目前有些厂家采用有源滤波器的方法进行谐波补偿，它具有高度可控性和快速响应性，不仅能补偿各次谐波，还可抑制电压闪变、补偿无功电流，但是其造价相对较高对电源稳定性和纹波扰动要求较高，可能会发生非线性失真或振荡等问题。同时以上方法均需要采取调压方式以外的谐波补偿手段。针对这一问题，很多厂家通过pwm脉宽调制技术，利用柔性调压设备已有的硬件电路，通过检测负载侧的谐波电压，利用比例谐振控制的方法补偿负载侧的谐波电压，但这种完全依靠闭环控制补偿谐波的控制策略往往较为复杂。
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5、经检索，未发现与本专利技术相同或相近似的现有技术的文献。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，能够闭环调节输出电压，并通过开环控制的方式兼顾对配电网背景谐波电压的有效补偿。
2、本专利技术解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
3、一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，包括以下步骤：
4、步骤1、搭建无直流母线电容调压装置的电路模型；
5、步骤2、对步骤1搭建无直流母线电容的调压装置施加控制算法，进行谐波抑制和电压调节。
6、而且，所述步骤1的无直流母线电容的调压装置，包括：控制器、整流桥电路、逆变桥电路、小容量工频半波直流电容器、滤波器和电压传感器；所述整流桥电路的第一端与配电网相连，所述整流桥的第二端与所述小容量工频半波直流电容器并联并与所述逆变桥电路的第一端相连，所述逆变桥电路的第二端与所述滤波器的第一端相连，所述滤波器的第二端与所述负载相连，所述控制器输出的控制信号与所述整流桥与逆变桥全控型器件的栅极相连；所述电压传感器设在所述整流桥的第一端；同时在所述整流桥的第一端和负载两端分别设置电压传感器。
7、而且，所述步骤2的具体步骤包括：
8、步骤s201：根据所述电压传感器，测量得到配电网的电压vg与调压装置的输出电压vl；
9、步骤s202：控制器基于接收到的配电网电压信息vg，得到用于指示将配电网正弦交流电压vg整流成工频半波直流电压vdc的调制波madc；
10、所述控制器用于接收电压互感器测量的配电网电压信息，所述配电网电压信息用于指示生成整流桥与逆变桥的控制信号；
11、步骤s203：控制器基于接收的配电网电压信息vg，通过滤波器分离出配电网电压的基波电压分量vg,f和谐波电压分量vg,h；
12、步骤s204：控制器基于获得的配电网基波电压分量vg,f与谐波电压分量vg,h，得到用于开环补偿配电网背景谐波电压的调制波mag,h；
13、步骤s205：控制器还用于接收电压互感器测量的调压装置输出电压信息vl，并生成调压装置输出电压vl的参考电压信号vl,ref，并基于接收到的调压装置输出电压信息vl与配电网电压信息vg，得到用于指示调压装置输出电压基波大小的调制波mal,f；
14、步骤s206：控制器基于获得的用于指示开环补偿配电网背景谐波电压的调制波mag,h和用于指示闭环调节输出电压基波大小的调制波mal,f，得到无直流母线电容调压装置功率变换电路的控制信号matotal；
15、步骤s207：控制器在得到了调制波madc和matotal后，通过脉宽调制，得到整流桥与逆变桥全控型器件的开关信号，从而控制全控型器件的开通与关断，实现对负载侧电压的闭环调节和对配电网背景谐波电压的开环补偿。
16、而且，所述步骤s202的实现方式为：根据所述控制器基于接收到的配电网电压信息vg，得到用于指示将配电网正弦交流电压vg整流成工频半波直流电压vdc的调制波madc，如下式(1)所示：
17、
18、而且，所述步骤s203的实现方式，包括以下步骤：
19、所述控制器接收配电网电压信息vg，通过二阶广义积分器gsogi(s)得到配电网电压的基波电压分量vg,f如下式(2)所示：
20、
21、式中ωs为二阶广义积分器的谐振频率，k为二阶广义积分器的闭环系数；
22、基于获得的配电网电压的基波电压分量vg,f，可以得到配电网电压的谐波电压分量vg,h，如下式(3)所示：
23、vg,h＝vg-vg,f (3)
24、而且，所述步骤s204的实现方式为，控制器基于获得的配电网基波电压分量vg,f与谐波电压分量vg,h，通过二者作商得到用于开环补偿配电网背景谐波电压的调制波mag,h，如下式(4)所示：
25、mag,h＝vg,h/vg (4)
26、而且，所述步骤s205的实现方式为，控制器还用于生成调压装置输出电压vl的参考电压信号vl,ref，并基于接收到的调压装置输出电压信息vl与配电网电压信息vg，经过闭环控制得到用于指示调压装置输出电压基波大小的调制波mal,f，包括以下步骤：
27、所述控制器通过确定输出电压的频率fref与幅值aref，通过计算得到输出电压vl的参考电压信号vl,ref，如下式(5)所示：
28、vl,ref＝aref×sin(2πfreft+θref) (5)
29、式中t为控制器开始运行的时间；
30、所述控制器还基于接收到的调压装置输出电压信息vl与配电网电压信息vg，经过比例积分控制器gpi(s)得到用于指示调压装置输出电压基波大小的调制波mal,f，如下式(6)所示：
31、
32、式中，kp表示比例积分控制器的比例系数，ki表示比例积分控制器的积分系数，s表示拉普拉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤1的无直流母线电容的调压装置，包括：控制器、整流桥电路、逆变桥电路、小容量工频半波直流电容器、滤波器和电压传感器；所述整流桥电路的第一端与配电网相连，所述整流桥的第二端与所述小容量工频半波直流电容器并联并与所述逆变桥电路的第一端相连，所述逆变桥电路的第二端与所述滤波器的第一端相连，所述滤波器的第二端与所述负载相连，所述控制器输出的控制信号与所述整流桥与逆变桥全控型器件的栅极相连；所述电压传感器设在所述整流桥的第一端；同时在所述整流桥的第一端和负载两端分别设置电压传感器。
3.根据权利要求1所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤S202的实现方式为：根据所述控制器基于接收到的配电网电压信息vg，得到用
5.根据权利要求3所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤S203的实现方式，包括以下步骤：
6.根据权利要求3所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤S204的实现方式为，控制器基于获得的配电网基波电压分量vg,f与谐波电压分量vg,h，通过二者作商得到用于开环补偿配电网背景谐波电压的调制波mag,h，如下式(4)所示：
7.根据权利要求3所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤S205的实现方式为，控制器还用于生成调压装置输出电压vL的参考电压信号vL,ref，并基于接收到的调压装置输出电压信息vL与配电网电压信息vg，经过闭环控制得到用于指示调压装置输出电压基波大小的调制波maL,f，包括以下步骤：
8.根据权利要求3所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤S206具体实现方式，如下式(7)所示：
...【技术特征摘要】
1.一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤1的无直流母线电容的调压装置，包括：控制器、整流桥电路、逆变桥电路、小容量工频半波直流电容器、滤波器和电压传感器；所述整流桥电路的第一端与配电网相连，所述整流桥的第二端与所述小容量工频半波直流电容器并联并与所述逆变桥电路的第一端相连，所述逆变桥电路的第二端与所述滤波器的第一端相连，所述滤波器的第二端与所述负载相连，所述控制器输出的控制信号与所述整流桥与逆变桥全控型器件的栅极相连；所述电压传感器设在所述整流桥的第一端；同时在所述整流桥的第一端和负载两端分别设置电压传感器。
3.根据权利要求1所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种兼顾电压谐波补偿的无直流母线电容的调压装置控制方法，其特征在于：所述步骤s202的实现方式为：根据所述控制器基于接收到的配电网电压信息vg，得到用于指示将配电网正...
【专利技术属性】
技术研发人员：李振斌，崇志强，鄂志君，陈亮，于光耀，郑骁麟，杨帮宇，马世乾，卢向东，陈培育，郑卫洪，姚维平，左磊，王育硕，宋红宇，于天一，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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