1.一种基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,包括:对无功补偿器中变换器的三相交流侧的相电压和线电流分别进行dq轴变换,获得电压分量和电流分量,对电压分量进行合成得到电压矢量,对电流分量进行合成得到电流矢量;
所述变换器包括三相,每相包括多个级联的子模块;
消除各个子模块电容电压中的直流分量,得到子模块电容电压中的波动分量,构造波动分量的正交虚轴分量,再对波动分量和正交虚轴分量进行dq轴变换,得到子模块的q轴阻抗;
使用电流矢量和电压分量,采用如下公式计算得到变换器的输出电感的估算值:L=|uq|/ω|I|,
其中,L表示变换器的输出电感的估算值,uq表示电压q轴分量,ω表示三相变换器的角频率,I表示电流矢量;
使用子模块的q轴阻抗、电压矢量和电流矢量,采用如下公式计算得到子模块电容的估算值:C=(Zq‑VI/4ωNC)KVa,
其中,C表示子模块电容的估算值,Zq表示子模块的q轴阻抗,V表示电压矢量,K表示闭环增益,Va表示三相中的a相相电压;
通过变换器的输出电感的估算值,以及子模块电容的估算值,采用如下公式计算子模块电容电压的预测值:
2 2
Vdc,ij=(2ωCNVo‑(Vg+ωLIq)Iqcos(2ωt))/ 2ωCN,其中,Vdc,ij表示第i相第j个子模块电容直流电压的预测值,N表示单相子模块数量,Vo表示变换器的输出电压的有效值,Vg表示电网电压幅值,Iq表示电流q轴分量,t表示时间;
将子模块电容直流电压的预测值和对应的实际值进行比对,若偏差大于标准阈值,则判断对应的子模块发生故障。
2.根据权利要求1所述的基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,所述变换器为星形连接的三相变换器。
3.根据权利要求1所述的基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,所述变换器的每相通过电感与交流端子进行连接。
4.根据权利要求1所述的基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,所述子模块为H桥结构,子模块的桥臂并联电容。
5.根据权利要求4所述的基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,子模块的包括并联的两个桥臂,桥臂上包括串联的两个开关管,每个开关管与二极管反并联。
6.根据权利要求1所述的基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,所述对无功补偿器中变换器的三相交流侧的相电压和线电流分别进行dq轴变换,获得电压分量和电流分量,包括:将相电压和线电流分别进行dq轴变换,得到电压d轴分量ud和电压q轴分量uq,得到电流d轴分量Id和电流q轴分量Iq。
7.根据权利要求1所述的基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,在所述消除各个子模块电容电压中的直流分量,之前包括:2
将第i相第j个子模块电容电压udc,ij进行如下计算:0.5udc,ij。
8.根据权利要求7所述的基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,所述构造波动分量的正交虚轴分量,包括:对波动分量进行相位滞后90°,构造波动分量的正交虚轴分量。
9.根据权利要求1所述的基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制方法,其特征在于,所述若偏差大于标准阈值,则判断对应的子模块发生故障,包括:对判断为发生故障的子模块,进行旁路处理。
10.一种基于电压修正的小电容静态无功补偿器的控制装置,其特征在于,包括:矢量合成单元、子模块阻抗计算单元、输出电感估算单元、子模块电容估算单元、子模块电容电压预测单元和故障判断单元,其中:所述矢量合成单元,用于对无功补偿器中变换器的三相交流侧的相电压和线电流分别进行dq轴变换,获得电压分量和电流分量,对电压分量进行合成得到电压矢量,对电流分量进行合成得到电流矢量;所述变换器包括三相,每相包括多个级联的子模块;
所述子模块阻抗计算单元,用于消除各个子模块电容电压中的直流分量,得到子模块电容电压中的波动分量,构造波动分量的正交虚轴分量,再对波动分量和正交虚轴分量进行dq轴变换,得到子模块的q轴阻抗;
所述输出电感估算单元,用于使用电流矢量和电压分量,采用如下公式计算得到变换器的输出电感的估算值:L=|uq|/ω|I|,
其中,L表示变换器的输出电感的估算值,uq表示电压q轴分量,ω表示三相变换器的角频率,I表示电流矢量;
所述子模块电容估算单元,用于使用子模块的q轴阻抗、电压矢量和电流矢量,采用如下公式计算得到子模块电容的估算值:C=(Zq‑VI/4ωNC)KVa,
其中,C表示子模块电容的估算值,Zq表示子模块的q轴阻抗,V表示电压矢量,K表示闭环增益,Va表示三相中的a相相电压;
所述子模块电容电压预测单元,用于通过变换器的输出电感的估算值,以及子模块电容的估算值,采用如下公式计算子模块电容电压的预测值:
2 2
Vdc,ij=(2ωCNVo‑(Vg+ωLIq)Iqcos(2ωt))/ 2ωCN,其中,Vdc,ij表示第i相第j个子模块电容直流电压的预测值,N表示单相子模块数量,Vo表示变换器的输出电压的有效值,Vg表示电网电压幅值,Iq表示电流q轴分量,t表示时间;
所述故障判断单元,用于将子模块电容直流电压的预测值和对应的实际值进行比对,若偏差大于标准阈值,则判断对应的子模块发生故障。