恭喜河海大学朱瑛获国家专利权
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龙图腾网恭喜河海大学申请的专利基于前馈补偿量计算的级联H桥STATCOM相间电压平衡控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114696334B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210179021.9,技术领域涉及:H02J3/16;该发明授权基于前馈补偿量计算的级联H桥STATCOM相间电压平衡控制方法是由朱瑛;饶军;滕德红;卫志农;孙国强;臧海祥设计研发完成,并于2022-02-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于前馈补偿量计算的级联H桥STATCOM相间电压平衡控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于前馈补偿量计算的级联H桥STATCOM相间电压平衡控制方法:S1获取电网电压不平衡下级联H桥STATCOM的正负序输出电压和输出电流公式;S2考虑负序电压和电流的影响,计算电网和级联H桥STATCOM之间的有功功率流动,将其分为有功恒定量和有功波动量;S3将得到的有功波动量进行正负序分解,分别平衡正负序有功功率波动量,得到有功功率的前馈补偿量;S4根据有功功率计算公式,提取零序有功功率进行坐标变换,在两相静止坐标系下得到零序电压注入量的计算公式;S5采集实际的三相电容电压,与设定的电压参考值作差,经PI控制器后输出有功功率差值,叠加S3中计算的前馈补偿量,计算注入零序电压值,向级联H桥STATCOM的三相注入不同的零序电压。
本发明授权基于前馈补偿量计算的级联H桥STATCOM相间电压平衡控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于前馈补偿量计算的级联H桥STATCOM电容电压平衡控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1:获取电网电压不平衡下级联H桥STATCOM的正负序输出电压和输出电流公式;S2:电网电压不平衡下,考虑负序电压和电流的影响,计算电网和级联H桥STATCOM之间的有功功率流动,将流入级联H桥STATCOM的三相有功功率分为有功功率恒定量和有功功率波动量;S3:对流入级联H桥STATCOM的三相有功功率进行正负序分解,分别平衡正负序有功功率波动量,得到有功功率的前馈补偿量;S4:根据S2中的有功功率,提取零序有功功率进行坐标变换,在两相静止坐标系下得到零序电压注入量的计算公式;S5:检测并采集实际的三相电容电压,与设定的电压参考值作差,经PI控制器后输出有功功率差值,叠加S3中计算得到的前馈补偿量后,作为零序电压计算的有功功率输入值,根据实际的运行情况,向级联H桥STATCOM的三相注入S4中计算的零序电压,平衡三相电容电压;所述步骤S1中,在电网电压不平衡运行时,电网中将出现正序、负序和零序分量,推导电网电压不平衡下级联H桥STATCOM的输出电压为: 式中:uca、ucb、ucc为级联H桥STATCOM三相输出电压;Up、Un、U0为并网点电压的正序、负序和零序分量;θp、θn、θ0为并网点电压正序、负序和零序分量初相角;w为电压角频率;根据级联H桥STATCOM采用星型接线,不存在零序电流流通回路,得到级联H桥STATCOM三相输出电流为: 式中:ica、icb、icc为级联H桥STATCOM三相输出电流;Ip、In为输出电流的正序、负序分量;δp、δn为输出电流正序、负序分量初相角;所述步骤S2中,在电网电压不平衡下,负序电压、电流分量Un、In不能忽略,即吸收的有功功率分为三相功率中存在的相同部分有功恒定分量P和不同部分有功波动分量△Pi,具体表示如下:Pi=P+ΔPi,i=a,b,c3式中,Pi为流入各相的有功功率;P为有功恒定分量;△Pi为各相有功波动分量;a,b,c分别表示a相、b相和c相;根据瞬时功率理论,利用式1和式2求得级联H桥STATCOM从系统中吸收的三相有功功率,其中,式3中有功功率恒定分量P和有功功率波动分量△Pi分别表示为: 式中:△Pa、△Pb、△Pc分别为a,b,c三相有功功率波动分量;所述步骤S3中,对式5中的有功波动分量进行正负序坐标变换,将其分为正序、负序和零序有功波动分量,分别表示为: 式中:△Pap、△Pan、△Pa0分别为a相有功功率波动量的正序、负序和零序分量;△Pbp、△Pbn、△Pb0分别为b相有功功率波动量的正序、负序和零序分量;△Pcp、△Pcn、△Pc0分别为c相有功功率波动量的正序、负序和零序分量;udp、udn分别为并网点d轴电压的正序和负序分量;uqp、uqn分别为并网点q轴电压的正序和负序分量;ud0、uq0分别为并网点零序电压的d轴、q轴分量;idp、idn分别为输出d轴电流的正序和负序分量;iqp、iqn分别为输出q轴电流的正序和负序分量;根据式6-式8可以看出,零序电压不影响三相总有功功率的大小,只影响整体有功功率在三相中的分布,通过调整零序电压的三相分布来平衡三相电容电压,通过式5将式3表示为:Pi=P+ΔPip+ΔPin+ΔPi0,i=a,b,c9式中:△Pip、△Pin、△Pi0为各相正序、负序和零序有功功率波动分量;利用PI控制器对三相实际电容电压与设定的电压参考值进行误差调节,在形成反馈控制的基础上,将三相正序和负序有功功率波动量作为前馈补偿来提高三相有功功率分配的精度,联立式6-式9求解,得到有功功率的前馈补偿量为: 式中,△PaF、△PbF、△PcF分别为abc三相的有功功率前馈补偿量;根据式5,将abc三相有功功率零序分量进行Clark变换,得到两相静止坐标系下的有功功率零序分量为: 式中,△Pα0、△Pβ0为两相静止坐标系下零序有功功率分量;△Pa0、△Pb0、△Pc0分别为三相静止坐标系下零序有功功率分量;δ0为输出电流零序分量初相角;T3s2s表示Clark变换;将零序电压U0表示为: 式中:Ux0、Uy0分别表示零序电压的x轴和y轴分量;根据式12将U0表示为Ux0和Uy0的形式,并替换掉式11中出现的U0,再对式11进行正负序旋转坐标变换可以得到零序电压的计算公式为:
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