三相四橋臂D-STATCOM控制算法研究

徐文成，黃元媛，王 寶，楊海華

(1.常州博瑞電力自動化設備有限公司，江蘇 常州 213025； 2.國家電網公司特高壓建設分公司，江蘇 常州 213000； 3.南京南瑞繼保工程技術有限公司，南京 210000)

靜止無功發生器目前主要有兩個發展方向，即高電壓、大容量STATCOM技術及用戶側低電壓、小容量配電網靜止無功發生器(D-STATCOM)技術。

無源控制器作為非線性控制器相比于傳統線性控制器，很好地適配了D-STATCOM，具有控制響應快、系統穩定速度快、輸出波形好等優點。

1 三相四橋臂D-STATCOM的EL模型的建立

1.1 三相四橋臂D-STATCOM的主電路

主電路原理如圖1所示，通過使用相關的測量、控制和調制算法來控制主電路的運行狀態，使主電路輸出的電流ifx能夠實時跟蹤參考反饋電流iLxh*，使配電網側畸變的電流變為理想的正弦波且電網功率因數接近于1，滿足供電公司對用戶側的功率因數要求，同時使配電網側中性線電流iln明顯減小。

圖1 三相四橋臂D-STATCOM的主電路Fig.1 Main circuit of three-phase four-bridge D-STATCOM

1.2 三相四橋臂D-STATCOM的數學模型

將用戶側負載的三相瞬時電流檢測信號ila、ilb、ilc轉換成ild、ilq、il0，并將其送入無功電流檢測環節中，計算得到需要補償的反饋電流，同時將主電路輸出得到的三相電流ifa、ifb、ifc轉換成ifd、ifq、if0，得到主電路狀態空間方程如下：

(1)

其中：L0=4L，L為電感值；Gd、Gq、G0是主電路的輸出控制率；R0=4R，R是串聯電抗器等效出來的電阻值。

圖2 電流環無源控制系統Fig.2 Passive current loop control system

(2)

使用阻尼注入設計方法來設計PBC控制器，其中Z、M、J是可以反映主電路內部特性的矩陣，列向量ε反映的是主電路與外部輸入能量交換關系的參數變量，各……