一种应用于柔性直流综合调压装置的自适应滞环控制方法与流程

1.本发明涉及配网电能质量治理技术领域，尤其涉及一种应用于柔性直流综合调压装置的自适应滞环控制方法。


背景技术：

2.随着城乡差距的缩小，乡村或城市郊区对供电质量要求越来越高，尤其是“低电压”问题成为电网的投诉热点，所以基于电力电子变换器的低电压治理装置受到极大的关注，其不但可以补偿低压台区用户电压至正常水平，还能治理谐波和无功等问题。而这种综合调压能力依赖于设备能够快速稳定地发出所需的补偿电流，所以亟需较好的电流控制技术。
3.滞环控制是一种电流跟踪控制技术，常用于电力电子变换器控制领域，其控制方法实现简单，响应速度快，稳定性好，可实现对电流的快速跟踪控制，具有较好的鲁棒性。针对常见的三电平逆变器，传统的三电平滞环控制方法一般根据电网侧参考电压的正负来确定逆变桥的输出电平，当参考电压为正时，逆变桥的输出电平状态为正或零，当参考电压为负时，逆变桥的输出电平状态为负或零。但滞环方法在实际应用中时，在网侧电压过零点附近，受较低开关频率和最小环宽值的影响，补偿电流容易产生畸变现象。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种应用于柔性直流综合调压装置的自适应滞环控制方法，改善了滞环控制在电压过零点附近的电流畸变问题，从而实现了三电平逆变器输出电流的稳定跟踪控制。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种应用于柔性直流综合调压装置的自适应滞环控制方法，所述方法包括如下步骤：
7.s1：判断网侧参考电压的正负；
8.s2：当网侧参考电压为正时，如果柔性直流综合调压装置中的逆变器输出电流大于滞环环宽上边界，则逆变器输出正电平，使逆变器输出电流减小；如果逆变器输出电流小于环宽下边界，则逆变器输出零电平，使逆变器输出电流增大；当网侧参考电压达到设定的阈值范围时，滞环模式调整为小脉冲加速控制模式，即在零电平状态持续一段设定的时间后，将逆变器输出状态切换到负电平，提高逆变器输出电流的上升速度；
9.s3：当网侧参考电压为负时，如果柔性直流综合调压装置中的逆变器输出电流大于滞环环宽上边界，则逆变器输出零电平，使逆变器输出电流减小；如果逆变器输出电流小于环宽下边界，则逆变器输出负电平，使逆变器输出电流增大；当网侧参考电压达到设定的阈值范围时，滞环模式调整为小脉冲加速控制模式，即在零电平状态持续一段设定的时间后，将逆变器输出状态切换到正电平，提高逆变器输出电流的下降速度。
10.进一步地，所述步骤s2与s3中设定的零电平状态持续时间小于预设开关周期的2/
3。
11.本发明的有益技术效果：改善了传统三电平逆变技术在电压过零点附近的电流畸变问题，提高了对电流的跟踪能力，实现了低压补偿装置的可靠补偿效果，而且方法计算量小、易于实现，具有很强的工程实用性。
附图说明
12.图1是本发明实施例中柔性直流综合调压装置的结构示意图和电气连接图。
13.图2和图3是本发明实施例提供的自适应滞环控制方法中的小脉冲加速的原理图。
14.图4是本发明的总体流程图。
15.附图标号：1为变电站，2和3为线路阻抗，4和5为旁路负载，6为末端低电压负载；7为三电平整流器，71和72为滤波电感，73为滤波电容，74为上母线电容，75为下母线电容；8为三电平逆变器，81和82为滤波电感，83为滤波电容，84为上母线电容，85为下母线电容。
具体实施方式
16.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
17.实施例。
18.如图1、图4所示，一种应用于柔性直流综合调压装置的自适应滞环控制方法，包括以下步骤：
19.s1：判断网侧参考电压的正负；
20.下述内容参考图2、图3。
21.s2：当网侧参考电压u
grid_ref
为正时，如果柔性直流综合调压装置中的逆变器输出电流i
inv
大于滞环环宽上边界i
refh
，则逆变器输出正电平u
dc
，使逆变器输出电i
inv
流减小；如果逆变器输出电流i
inv
小于环宽下边界i
refl
，则逆变器输出零电平u
dc0
，使逆变器输出电流i
inv
增大；当网侧参考电压u
grid_ref
达到设定的阈值范围时，滞环模式调整为小脉冲加速控制模式，即在零电平状态持续一段设定的时间t
0
后，将逆变器输出状态切换到负电平u
dc
‑
，此时逆变电感l的电流变化速度由增大到(其中u
grid
为设备与电网连接处的电压，u
dcneg
为逆变侧下母线电容的电压值)，加速逆变器输出电流上升至环宽上边界，小脉冲加速时间为t2
‑
t1。
22.s3：当网侧参考电压u
grid_ref
为负时，如果柔性直流综合调压装置中的逆变器输出电流i
inv
大于滞环环宽上边界i
refh
，则逆变器输出零电平u
dc0
，使逆变器输出电流i
inv
减小；如果逆变器输出电流i
inv
小于环宽下边界i
refl
，则逆变器输出负电平u
dc
‑
，使逆变器输出电流i
inv
增大；当网侧参考电压u
grid_ref
达到设定的阈值范围时，滞环模式调整为小脉冲加速控制模式，即在零电平状态持续一段设定的时间t0‑
后，将逆变器输出状态切换到正电平u
dc
，此时逆变电感l的电流变化速度由增大到(其中u
grid
为设备与电网连接处的电压，u
dcpos
为逆变侧上母线电容的电压值)，加速逆变器输出电流下降至环宽下边界，小脉冲加速时间为t2
‑
t1。
23.设定s2与s3中的电压阈值范围为[
‑
50v， 50v]，当网侧参考电压进入此范围时，滞环控制模式切换到小脉冲加速模式。
[0024]
设定零电平持续时间t
0
＝t0‑
，并保证小于预设的开关周期t
pwm
的2/3。
[0025]
t
0
＝t0‑
＝t1
‑
t0
[0026]
根据逆变器输出电流参考值i
inv_ref
选择合适的环宽值h，计算得到滞环环宽的上边界值i
refh
和下边界值i
refl
，即：
[0027]
i
refh
＝i
inv_ref
h/2
[0028]
i
refl
＝i
inv_ref
‑
h/2
[0029]
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。