混合无功补偿系统的解耦控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种SVG++(混合无功补偿系统）的解耦控制系统及方法，更具体地说 涉及一种基于指定功率因数的混合无功系统的解耦控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，一些中小型企业为了满足增产而增加用电负荷或者负荷使 用率，造成了电网电能质量的日益恶化。尤其是小容量电网，冲击性负载所引起的电压波 动、三相不平衡危害同电网其他用户的正常用电。因此随着电网用电负荷的逐渐增加，对电 能质量的要求越来越高。SVG++(混合无功补偿器)是新一代无功补偿器产品，相当于一个可 变的无功电流源并联于电网中，其无功电流可以灵活控制，根据系统状态吸收或者发出无 功电流，自动补偿系统所需的无功功率。
[0003] 经对现有技术文献的检索发现，在李云飞所著的《动态无功补偿装置(SVG)在变电 站中的应用》(数字技术与应用，2011.9)中，很好的介绍了SVG的基本电器原理、运行情况及 其在各领域中的应用前景。但论文中并未涉及到解耦控制方面的内容，由于有功电流与无 功电流相互耦合，以及电网的扰动等，使得调节特性变差，不能实现有功分量和无功分量的 独立调节。因此可以采用解耦控制策略可以实现高性能的无功电流控制。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供混合无功补偿系统的解耦控制系统及方法，解决无功补偿 中，有源和无源综合补偿的协调控制，更快更准的实现指定功率因素的无功补偿。
[0005] 本发明提供了如下的技术方案：
[0006] 混合无功补偿系统的解耦控制系统，包括:依次电连接的电流调理电路、无功电流 检测电路、矢量解耦控制电路、无源补偿器和有源补偿器。
[0007] 所述无功电流检测电路包括电压传感器和霍尔电流传感器，所述电压传感器和霍 尔电流传感器与电流调理电路相连接。
[0008] 所述矢量解耦控制电路包括电流反馈和电网扰动电压。
[0009] -种混合无功补偿系统的解耦控制方法，包括如下步骤：
[0010]S1、通过混合无功补偿控制器，检测出系统侦啲无功电流；
[0011] S2、对无功电流大小及方向进行分析；
[0012] S3、有源模块先动作补偿；
[0013] S4、无源电容器部分在达到设定值时投切，有源模块相应再调整输出。
[0014] 本发明的有益效果是:解决无功补偿中，有源和无源综合补偿的协调控制，更快更 准的实现指定功率因素的无功补偿。同时集成了SRC价格上得优势，同时拥有SVG的快速跟 踪和补偿的功能。因此具有很高的实用价值。
【附图说明】
[0015]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0016]图1是本发明一个较佳实施例电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本发明公开一种混合无功补偿系统的解耦控制系统，包括:依次电连 接的电流调理电路、无功电流检测电路、矢量解耦控制电路、无源补偿器和有源补偿器。
[0018] 所述无功电流检测电路包括电压传感器和霍尔电流传感器，所述电压传感器和霍 尔电流传感器与电流调理电路相连接。
[0019]所述矢量解耦控制电路包括电流反馈和电网扰动电压。
[0020] -种混合无功补偿系统的解耦控制方法，包括如下步骤：
[0021] S1、通过混合无功补偿控制器，检测出系统侧的无功电流；
[0022] S2、对无功电流大小及方向进行分析；
[0023] S3、有源模块先动作补偿；
[0024] S4、无源电容器部分在达到设定值时投切，有源模块相应再调整输出。
[0025] 本发明中无源补偿器SRC和有源无功补偿器SVG启动顺序由其响应时间，快速跟踪 决定。
[0026]本发明无源补偿器SRC和有源无功补偿器SVG分配由在不过补偿的情况下，尽量多 得使用SRC补偿，剩余的无功由SVG补偿，从而达到无源和有源的相结合补偿。
[0027]本发明的基本原理是:补偿需要的无功电流，就要使得电网侧的电流信号完全为 正弦信号，同时可以指定功率因素进行补偿。所以它需要通过矢量解耦可以实现有功分量 和无功分量的解耦控制，使无功功率和有功功率可以分开独立控制，这样才能更好的实现 无功补偿的功能。
[0028]本实施例，引入电流反馈实现d，q轴上得解耦，同时又引入电网扰动电压进行前馈 补偿，实现对d，q轴电流的控制要求。
[0029]本发明的电流解耦补偿公式如下：
[0032]其中Ud和叫分别为D，Q轴解耦量，Iref_D和Iref_Q分别给定参考电流经过DQ变换提取 到的D，Q分量，L为电感值，Vdeita为三角载波峰峰值，[4为直流电压参考给定值。
[0033]电压前馈公式如下：
[0035]其中UPr。。为前馈电压量，Us为检测到的交流相电压使用已校正过的角度并经过DQ变换提取到的基波值，Kus为交流电压检测比，Vdelta为三角载波峰峰值，为直流电压参考 给定值。
[0036] 本发明需要首先在额定容量满足的条件下，启动SVG，然后SRC开始响应并启动，在 尽可能多得启动SRC组数的情况下，SVG再次响应剩余无功的大小，并进行必要的补偿。
[0037] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实 施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种混合无功补偿系统的解耦控制系统，其特征在于，包括:依次电连接的电流调理 电路、无功电流检测电路、矢量解耦控制电路、无源补偿器和有源补偿器。2. 根据权利要求1所述的混合无功补偿系统的解耦控制系统，其特征在于，所述无功电 流检测电路包括电压传感器和霍尔电流传感器，所述电压传感器和霍尔电流传感器与电流 调理电路相连接。3. 根据权利要求1所述的混合无功补偿系统的解耦控制系统，其特征在于，所述矢量解 耦控制电路包括电流反馈和电网扰动电压。4. 一种混合无功补偿系统的解耦控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 51、 通过混合无功补偿控制器，检测出系统侧的无功电流； 52、 对无功电流大小及方向进行分析； 53、 有源模块先动作补偿； 54、 无源电容器部分在达到设定值时投切，有源模块相应再调整输出。
【专利摘要】本发明提供混合无功补偿系统的解耦控制系统及方法，包括：依次电连接的无功电流检测电路、矢量解耦控制电路、电流调理电路、无源补偿器和有源补偿器。本发明提高了传统无源电容柜的反应速度；提高了传统无源电容柜的补偿精度；降低了有源模块的成本。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN105449688
【申请号】CN201510953508
【发明人】张明, 花跃学, 葛文海, 芮国强, 仇志凌, 张东
【申请人】南京亚派科技股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月17日