级联H桥svg无功补偿statcom,采用三层控制策略的不平衡电网下的svg无功补偿 有参考文献 (1)第一层采用电压电流双闭环pi控制,电压电流正负序分离,电压外环通过产生基波正序有功电流三相所有H桥模块直流侧平均电压恒定,电流内环采用前馈解耦控制; (2)第二层相间电压均衡控制,注入零序电压,控制通过注入零序电压维持相间电压平衡; (3)第三层相内电压均衡控制,使其所有子模块吸收的有功功率与其损耗补,从而保证所有H桥子模块直流侧电压值等于给定值。
在工业电网里,电压不平衡就像一碗没拌匀的芝麻糊——某些相电压高得离谱,某些相却低得可怜。这时候,级联H桥STATCOM就派上用场了。这哥们儿的三层控制策略,活脱脱像个老中医,专治各种电网"气血不调"。
先说第一层的双闭环控制,这玩意儿相当于系统的任督二脉。电压外环负责维稳,电流内环主攻动态响应。举个栗子,当检测到某相直流侧电压掉链子时,代码是这么干的:
class DcVoltagePI: def __init__(self): self.Kp = 0.3 # 别问我这参数咋来的,调了三天三夜 self.Ki = 0.05 self.integral = 0 def update(self, Vdc_avg, Vdc_ref, dt): error = Vdc_ref - Vdc_avg self.integral += error * dt Id_ref = self.Kp * error + self.Ki * self.integral return Id_ref # 吐出来的有功电流参考值这个PI控制器就像个智能水阀,直流电压低了就开大水流(增加有功电流),电压高了就关小。关键是正负序分离这步操作,相当于给电网信号做了个CT扫描,把正序和负序分量拆得明明白白。
电流内环更刺激,前馈解耦玩得贼溜:
// dq轴电流控制,带前馈补偿 void CurrentLoop(float Id_ref, float Iq_ref, float Id_meas, float Iq_meas) { float Vd = PI_Id(Id_ref - Id_meas) + wL*Iq_meas - Vgrid_d; float Vq = PI_Iq(Iq_ref - Iq_meas) - wL*Id_meas - Vgrid_q; // 这里的wL项就是解耦神器,专治耦合干扰 updatePWM(Vd, Vq); }看到那个wL*Iq没?这招移花接木把交叉耦合项直接抵消,比太极的借力打力还管用。
第二层的相间平衡控制就更有意思了。有时候三相电压闹别扭,各玩各的,这时候就得注入零序电压当和事佬:
% 零序电压计算 V_zero = (Va + Vb + Vc) / 3; Va_comp = Va - V_zero; Vb_comp = Vb - V_zero; Vc_comp = Vc - V_zero;这操作相当于给三相电压做了个平均手术,把大家的基准线拉到同一水平。实际调试时会发现,零序注入量太大可能引发谐振,得像调酒师把握比例一样精准。
到了第三层的模块均压,每个H桥子模块都成了精。代码里这么搞:
for module in phase_A_modules: P_loss = module.I^2 * R_on + switching_loss delta_Vdc = module.Vdc_ref - module.Vdc_actual # 功率补偿项 + 电压补偿项 duty_adjust = Kp_pwr*(P_loss) + Kp_vdc*delta_Vdc module.duty_cycle += duty_adjust * control_period每个模块自己算损耗自己补,跟蚂蚁搬家似的维持电压平衡。实测发现,这算法比大锅饭式的均压策略靠谱多了,个别模块出问题也不会连累整个链节。
调试这种系统时,示波器上看着各相电压从群魔乱舞到整整齐齐,那感觉就像把一团乱麻的毛线捋成了丝绸——虽然调参过程能把人逼疯,但看到THD从15%降到1.5%的瞬间,一切都值了。