无功负序谐波电流ＰＩ无静差解耦控制方法技术

本发明专利技术涉及一种无功负序谐波电流ＰＩ无静差解耦控制方法，属于电工类用户电力技术领域。本发明专利技术主要针对ＤＳＴＡＴＣＯＭ、ＡＰＦ等电能质量治理装置的电流ＰＩ跟踪控制，在各补偿电流分量对应的ＳＦＲ中，通过简单算法转换，采用消除由其他电流分量形成的交流扰动量的方法，获得该补偿电流分量的直流量，实现对指令电流的ＰＩ无静差跟踪。采用该方法，装置不但能实现在ＳＦＲ中对无功或负序或某次谐波电流分量的单独无静差跟踪补偿，还能实现对上述各电流分量的综合ＰＩ无静差补偿。相比较于其他ＳＦＲ中的补偿方法，该方法算法简单，易于工程实现，不但控制精度高，且由于没有包含延时环节，实时性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无功负序谐波电流Pi无静差解耦控制方法，属于电工类用户电 力

技术介绍
电流PI无静差解耦控制技术主要应用在配电静止同步补偿器(DSTATC0M)、电力 有源滤波器(APF)等电能质量治理装置的电流直接跟踪控制中。该项技术主要针对三角 载波PWM电流控制方法，该方法采用PI调节器以增强电流的响应速度、减小跟踪误差。但 在三相静止坐标系中，由于电流指令为时变量，因此，无法实现电流的无静差跟踪。为了 克服上述缺点，人们将PI电流跟踪控制从三相静止坐标系中转换到dqO同步旋转坐标系 (Synchronous Reference Frame, SFR)中，如附图说明图1所示，这样与SFR同步的电流分量将在SFR 中形成直流量，从而一方面，实现无静差控制，另一方面，可增强PI控制的鲁棒性。该方法 下，当DSTATC0M仅需单独补偿无功或负序或某一种次数的谐波电流时，可以取得较好的补 偿效果，但当需要同时补偿上述两种以上的电流分量时，由于此时SFR中不仅包含直流量， 还包含与SFR不同步的电流分量形成的交流量，此时，依然无法真正实现PI无静差控制目 标，与三相静止坐标系中的控制效果相当。如图2所示，现有技术首先利用对称分量法将三相补偿电流iCa、ia、iCc分解为正 序和负序两个部分，然后采用正序、负序两套SFR的独立电流跟踪控制方案，此时，由于正、 负序电流分别在正、负序SFR中均表现为直流量，采用PI调节器可以实现对正、负序电流的 无静差跟踪控制。这种方法存在以下问题第一，由于存在正、负序电流分量的实时检测过程，即对称分量分解过程，算法复 杂，且包含90°延时环节，造成实时性较差；第二，当补偿电流中包含谐波电流分量时，正序和负序SFR中依然会存在由谐波 电流形成的交流扰动分量，从而不能实现真正意义上的PI无静差控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种无功、负序以及谐波电流 的PI无静差解耦控制方法，主要用来解决DSTATCOM、APF等电能质量治理装置在补偿两种 或以上的电流(如基波正序无功电流、基波负序电流、谐波电流)时，在dqO同步旋转坐标 系(SFR)中的各电流分量之间的PI解耦控制以及全部电流分量的无静差控制问题。按照本专利技术提供的技术方案，所述无功负序谐波电流PI无静差解耦控制方法包 括如下步骤1)运用dqo同步旋转坐标变换，将三相三线制不平衡畸变负载电流ia、ib、i。从三 相静止abc坐标系中变换到指定的旋转坐标系中，所述指定的旋转坐标系是指m次正序旋 转坐标系和m次负序旋转坐标系，m= 1、2、3、…，并利用低通滤波器将对应旋转坐标系中 的直流量和交流量分离出来设三相三线制任意三相不平衡畸变负载电流为ia、ib、i。，运用对称分量法表示如 下式权利要求1.无功负序谐波电流PI无静差解耦控制方法，其特征是包括如下步骤 1)运用dqo同步旋转坐标变换，将三相三线制不平衡畸变负载电流ia、ib、i。从三相静 止abc坐标系中变换到指定的旋转坐标系中，所述指定的旋转坐标系是指m次正序旋转坐 标系和m次负序旋转坐标系，m= 1、2、3、…，并利用低通滤波器将对应旋转坐标系中的直 流量和交流量分离出来设三相三线制任意三相不平衡畸变负载电流为ia、ib、i。，运用对称分量法表示如下式全文摘要本专利技术涉及一种无功负序谐波电流PI无静差解耦控制方法，属于电工类用户电力
本专利技术主要针对DSTATCOM、APF等电能质量治理装置的电流PI跟踪控制，在各补偿电流分量对应的SFR中，通过简单算法转换，采用消除由其他电流分量形成的交流扰动量的方法，获得该补偿电流分量的直流量，实现对指令电流的PI无静差跟踪。采用该方法，装置不但能实现在SFR中对无功或负序或某次谐波电流分量的单独无静差跟踪补偿，还能实现对上述各电流分量的综合PI无静差补偿。相比较于其他SFR中的补偿方法，该方法算法简单，易于工程实现，不但控制精度高，且由于没有包含延时环节，实时性强。文档编号H02J3/01GK102005763SQ201010536148公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日专利技术者许胜 申请人:江南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
无功负序谐波电流ＰＩ无静差解耦控制方法，其特征是包括如下步骤：１）运用ｄｑｏ同步旋转坐标变换，将三相三线制不平衡畸变负载电流ｉ↓［ａ］、ｉ↓［ｂ］、ｉ↓［ｃ］从三相静止ａｂｃ坐标系中变换到指定的旋转坐标系中，所述指定的旋转坐标系是指ｍ次正序旋转坐标系和ｍ次负序旋转坐标系，ｍ＝１、２、３、…，并利用低通滤波器将对应旋转坐标系中的直流量和交流量分离出来：设三相三线制任意三相不平衡畸变负载电流为ｉ↓［ａ］、ｉ↓［ｂ］、ｉ↓［ｃ］，运用对称分量法表示如下式ｉ↓［ｋ］＝＊（ｉ↓［ｋｍ］↑［＋］＋ｉ↓［ｋｍ］↑［－］）（１）式中，ｋ＝ａ、ｂ、ｃ；ｍ≥１为谐波次数；ｉ↓［ｋｍ］↑［＋］、ｉ↓［ｋｍ］↑［－］分别为各次谐波正序、负序分量；将基波分量看成次数为１的谐波分量，各次谐波正序、负序分量表示为＊＊＊式中，Ｉ↓［ｍ］↑［＋］、Ｉ↓［ｍ］↑［－］和φ↓［ｍ］↑［＋］、φ↓［ｍ］↑［－］分别为第ｍ（≥１）次谐波正、负序分量的幅值和初相角；设Ｃ↓［ｍ１］、Ｃ↓［ｍ２］分别为第ｍ次同步旋转坐标系按逆时针和顺时针旋转时的三相静止坐标系到对应同步旋转坐标系的变换矩阵，＊＊＊Ｃ↓［ｍ１］为正序变换矩阵，Ｃ↓［ｍ２］为负序变换矩阵；在式（４）中，令ｍ＝１，运用矩阵Ｃ↓［１１］变换，将（２）和（３）式表示的三相电流分量变换到基波正序同步旋转坐标系中：＊＊＊式中：ｉ↓［ｄｍ］↑［＋］、ｉ↓［ｑｍ］↑［＋］和ｉ↓［ｄｍ］↑［－］、ｉ↓［ｑｍ］↑［－］分别为第ｍ次正序、负序电流变换后对应的正序同步旋转坐标ｄｑ轴上各分量；对式（６）利用低通滤波器将基波正序电流分量在基波正序同步旋转坐标中所呈现的直流量ｉ↓［ｄ１］↑［＋］、ｉ↓［ｑ１］↑［＋］滤出：＊＊＊（８）对式（７）中基波负序电流分量在基波正序同步旋转坐标中所呈现的交流量作变换整理后得＊＊＊（９）式中Ｔ＝［＊＊＊］，为了区别基波负序电流分量在基波负序同步旋转坐标中所呈现的直流分量ｉ↓［ｄ１］↑［－］、ｉ↓［ｑ１］↑［－］，将基波负序电流分量在基波正序同步旋转坐标中的交流量表示为ｉ↓［ｄ１］↑［－～］、ｉ↓［ｑ１］↑［－～］；运用矩阵Ｃ↓［１２］变换，将（２）和（３）式表示的三相电流分量变换到基波负序同步旋转坐标中：＊＊＊（１０）对式（１１）利用低通滤波器将基波负序电流分量在基波负序同步旋转坐标中所呈现的直流量ｉ↓［ｄ１］↑［－］、ｉ↓［ｑ１］↑［－］滤出：＊＊＊（１２）对式（１０）中基波正序电流...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许胜，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]