基于对称分量法链式星形SVG负序及谐波的补偿 摘 要：为实现链式星形SVG对负序及谐波的补偿，首先给出基于对称分量法的零序电压计算方法，对计算结果进行分析，确定星形SVG补偿负序能力的范围然后基于瞬时对称分量法，并给出基于重复学习控制的参考电流跟踪控制策略最后，用PSCAD软件进行了仿真，结果表明实现方法的正确性和有效性关键字：链式星形SVG；对称分量法；零序电压；负序补偿；重复学习控制0引 言随着电力电子技术的广泛应用，不平衡、非线性负荷已严重威胁着电能质量及电网安全链式静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)具有模块化、易扩展的优点，在中、高压电能质量治理领域受到越来越多的关注[1-4]本文给出基于重复学习控制的负序、谐波电流的跟踪控制策略通过仿真验证本文所用方法的可实现性和正确性1 链式星形SVG的数学模型图1为链式星形SVG的结构图，每相链节由 个H桥单元组成， 为电网电压， ， 为SVG输出电流， 为负载电流， 为连接电抗； 为电网相电压的中性点， 为SVG链节的连接点图1 链式星形SVG的结构图2 基于对称分量法的叠加零序电压分析假设电网电压平衡，可表示为： (1)式中 。
文献[5]运用对称分量法计算出了正序电流 、负序电流 及零序电压 ，表示如下： (2)将式(1)、(2)可重新得到零序电压： (3)其中 为SVG输出电流的正序无功分量的幅值 ， 为输出电流负序分量的有功成分的幅值 ， 为输出电流负序分量的无功成分的幅值 设负序分量的幅值为 ，初相角为 ，则有 (4)定义 表示不平衡度： (5)取零序电压 的模长整理得： (6)其中 为电网相电压的幅值3 链式星形SVG的控制策略本文所研究的SVG需要补偿谐波，因此电流控制器要具有快速跟踪变化很陡的畸变电流信号的能力而PI控制器只能对直流量进行无静差跟踪，无法实现交流量的跟踪控制，故本文采用重复学习控制策略进行负序及谐波电流的控制重复学习控制[9-10]是一种智能控制，对周期性信号和干扰具有很好的跟踪效果和抑制作用其传递函数为： (6)由传递函数可知，重复环的作用与积分环节的相似，只是重复环对误差的累加是逐周期的，能够实现对周期信号的零误差跟踪4 仿真结果与分析为验证本文控制策略的正确性和有效性，基于PSCAD/EMTDC工具，搭建了星形结构的链式SVG仿真模型负载分为两组，第一组负载：连接于BC相间的单相阻感负荷， =0.4 ， =250 ，此时 =0.53；第二组负载：三相不可控整流电路带阻感负荷， =1 ， =500 。
5.1 负序补偿1s时刻投入第一组负荷，2s时刻投入负序补偿控制，图2为投入负序补偿前后的仿真波形图2(a)为负载电流，只有B、C相有电流；图2(b)为负序补偿前后的网侧电流波形，三相电流对称a) 负载电流(c) 负序补偿前后网侧电流图2 负序补偿前后的电流波形5.2 谐波补偿1s时刻投入第二组负荷，2s时刻投入谐波补偿控制，图3为投入谐波补偿前后的仿真波形图3(a)为负载电流，三相电流含有谐波；图3(b)为谐波补偿前后的网侧电流波形a) 负载电流(b) 谐波补偿前后网侧电流图3 谐波补偿前后的电流波形5 结论本文对基于对称分量法计算出的零序电压进行分析，对控制算法进行了仿真，仿真结果验证了控制算法的正确性，实现了链式星形SVG补偿负序和谐波的功能[参考文献][1] 耿俊成，刘文华，俞旭峰.链式STATCOM的数学模型[J]．中国电机工程学报，2003，23(6)：66-70.[2] Soto D，Pena R.Nonlinear control strategies for cascaded multilevel STATCOMs[J].IEEE Tans.on Industry Applications，1999，35(5)：1118-1123.[3] Akagi H.,Inoue S.,Yoshii T..Control and Performance of a Transformerless Cascade PWM STATCOM With Star Configuration [J].IEEE Transactions On Industry Application.2007,43 (4)：1041-1049.[4] 谭树龙，杨耕，耿华.不平衡工况下链式STATCOM的运行极限分析[J].电力自动化设备,2015,35：44-49.广东光达电气股份有限公司，毕业于西安石油大学硕士研究生-全文完-。