專(zhuān)利名稱(chēng)：一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今電網(wǎng)的用戶(hù)中存在著許多無(wú)功變化頻繁而又劇烈的設(shè)備如軋鋼機(jī)、 電弧爐、電氣化鐵道等，往往使得供電母線(xiàn)功率因數(shù)低，并產(chǎn)生電壓閃變。 這不但使得配電網(wǎng)線(xiàn)損增大，同時(shí)還對(duì)一些對(duì)供電電壓質(zhì)量要求很高的精密 設(shè)備產(chǎn)生極大的危害。為解決這一問(wèn)題，'^"'安裝在公共供電點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償裝 置有了更高的要求能提供快速連續(xù)可調(diào)的大容量無(wú)功。而現(xiàn)有的一些配電 網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置存在以下不足
1、 靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM雖然能夠進(jìn)行快速連續(xù)的無(wú)功補(bǔ)償，但 是由于電力電子器件制造工藝和工程造價(jià)的限制，單臺(tái)容量較大的 DSTATCOM往往在設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)上存在閑難。
2、 晶閘管投切電容器TSC雖然能夠滿(mǎn)足工程容量的要求，但其不能進(jìn) 行連續(xù)無(wú)級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償，并且裝置的響應(yīng)速度也不快。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM和晶閘管投切電容器TSC其各自的特 點(diǎn)及配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的合理運(yùn)行，本發(fā)明旨在提供一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系 統(tǒng)及其控制方法，能兼有快速連續(xù)無(wú)功補(bǔ)償和大容量無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪芰?，能?低低壓配電網(wǎng)的電能損耗和裝置成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和效果上的最優(yōu)化。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是， 一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，包括位于執(zhí)行級(jí)的作為連續(xù)子系統(tǒng)的靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM、作為離散子系統(tǒng)的晶閘管 投切電容器TSC及控制器；所述靜止無(wú)功補(bǔ)償器由三相電壓型逆變器和電感 器組成，且和多個(gè)晶閘管投切電容器并聯(lián)掛接在電網(wǎng)上；其中控制器包括位 于無(wú)功智能控制級(jí)，且接入靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控 制器和位于決策處理級(jí)，且接入晶閘管投切電容器TSC的電容器循環(huán)控制器 進(jìn)行電容器的循環(huán)投切控制。
相應(yīng)地，上述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟
1) 檢測(cè)電網(wǎng)三相電壓、三相負(fù)載電流、晶閘管投切電容器TSC以及靜
止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM輸出的三相電流瞬時(shí)值e。、 ％、 ,ila、 &6、 ，ilc;
、"、厶c禾口 ^S7^7Vz 、~57^7^ 、^S7Mrc ;
2) 根據(jù)步驟l)中采樣得到的四組電壓、電流值，通過(guò)判斷規(guī)則得出晶閘 管投切電容器TSC中電容器投切的組數(shù)再結(jié)合補(bǔ)償容量計(jì)算靜止無(wú)功補(bǔ)償 器DSTATCOM補(bǔ)償電流的期望值；
3) 通過(guò)決策處理級(jí)控制器給執(zhí)行級(jí)的晶閘管投切電容器TSC投切組數(shù) 信號(hào)，同時(shí)提供靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM的補(bǔ)償電流期望值，根據(jù)其給 定的參考電流值通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生PWM信號(hào)給執(zhí)行級(jí)的電壓型逆變 器，同時(shí)將輸出電流反饋回來(lái)，形成電流閉環(huán)控制。
4) 通過(guò)晶閘管投切電容器TSC及靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM的分級(jí) 和無(wú)級(jí)混合的無(wú)功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了無(wú)功快速連續(xù)補(bǔ)償。
作為優(yōu)選方案，假設(shè)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)中共有m組電容器可供投切，某 時(shí)刻已投的電容器組數(shù)為n,而該時(shí)刻還應(yīng)投入的組數(shù)為p，其正負(fù)分別代表 投入和切除；A表示每個(gè)電容器的無(wú)功電流，^STAT表示靜止無(wú)功補(bǔ)償器 DSTATCOM的實(shí)時(shí)無(wú)功電流，其正負(fù)分別代表容性和感性，則上述步驟2 中判斷規(guī)則為
Rule 1:<formula>formula see original document page 7</formula>由此即可得知不同時(shí)刻晶閘管投切電容器TSC電容器組的投入和切除組數(shù)。 作為優(yōu)選方案，所述電流閉環(huán)控制具體步驟如下假設(shè)々^/為控制器提 供的無(wú)功電流期望值，^^/為直流側(cè)電容電壓的指令值，W。為直流測(cè)電容 電壓實(shí)際值，；、/nb、；為靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM實(shí)際輸出的電流； 所述及^經(jīng)過(guò)PI控制環(huán)節(jié)得到有功指定電流，其與無(wú)功電流期 望值々< 經(jīng)DQ反變換后得到期望的DSTACOM輸出電流/:。、 4、 4 ，其與 實(shí)際值；。、/ 6、 ^之間的偏差經(jīng)過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN得到的三個(gè)輸出即 PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元，形成了一個(gè)電流閉環(huán)控制系統(tǒng)。
所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN采用了一個(gè)由前饋構(gòu)成的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):輸入層、 隱藏層及輸出層，輸入的偏差值為"=[^，^，^]7，其中輸入層輸出為、.=/,//"r + B//)，隱藏層輸出 =g(『。/// + ￡。/)。 其中『^是從輸入層到隱藏層的權(quán)值矩陣，S/ /為偏置值，傳遞函數(shù)/是
tan-sigmoid;『。；是從隱藏層到輸出層的權(quán)值矩陣，為偏置值，傳遞函數(shù) g是linear;
1
1 + e —Ax
射
,、，0 X<0 A為上升比，在0 1之間；
ANN通過(guò)不斷的訓(xùn)練規(guī)則改變其權(quán)重值及偏置值從而輸出指定信號(hào)，所
1 w
述訓(xùn)練規(guī)則是將誤差的均方值^ = e(0與0.0001進(jìn)行比較，N為輸出
神經(jīng)元的個(gè)數(shù)，是參考靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM輸出電流與實(shí)際值 的誤差，只有當(dāng)誤差值小于0.0001時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)束。
作為優(yōu)選方案，本發(fā)明具體采用的是BP算法進(jìn)行訓(xùn)練規(guī)則實(shí)現(xiàn)權(quán)重值
的自調(diào)整實(shí)現(xiàn)，其權(quán)重值正比于誤差的偏導(dǎo)A『^=—"<，自調(diào)整的
權(quán)重值為負(fù)的誤差偏導(dǎo)，其中^7是學(xué)習(xí)率參數(shù)。
本發(fā)明的工作原理為所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)及其控制方法，由一臺(tái)靜
止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM和多組晶閘管投切電容器TSC構(gòu)成。其中靜止無(wú) 功補(bǔ)償器DSTATCOM由三相電壓型逆變器和電感器組成，采用人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)快速無(wú)級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償；晶閘管投切電容器TSC由可投切的電容器 組組成，進(jìn)行有級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償。這兩部分之間通過(guò)控制器進(jìn)行有效的優(yōu)化控 制，最終使得動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)能夠快速連續(xù)的補(bǔ)償大容量的無(wú)功。
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，由判斷規(guī)則單元來(lái)得出動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償 系統(tǒng)離散子系統(tǒng)的電容器投切和連續(xù)子系統(tǒng)的控制模式等決策信息S?？刂颇Ｊ?jīng)Q策信息s作用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器從而使其工作在固定參考無(wú)功電 流、直接電壓控制和實(shí)時(shí)無(wú)功電流等不同的工作模式，通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控
制器發(fā)出的PWM信號(hào)對(duì)靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM進(jìn)行控制就能使其快 速無(wú)級(jí)的進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；電容器投切信息作用于電容器循環(huán)控制器，對(duì)晶閘 管投切電容器TSC相應(yīng)的電容器組發(fā)出投切命令使其動(dòng)作進(jìn)行有級(jí)的無(wú)功 補(bǔ)償。
本發(fā)明技術(shù)效果在于
(1) 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)由一臺(tái)靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM和多組晶 閘管投切電容器TSC構(gòu)成，靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM進(jìn)行快速無(wú)級(jí)的 無(wú)功補(bǔ)償，晶閘管投切電容器TSC進(jìn)行分級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了低成本高效 節(jié)能大容量無(wú)功快速連續(xù)補(bǔ)償；
(2) 電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM能工作于直接電 壓控制模式，可以快速發(fā)出其最大容限的無(wú)功功率，甚至短時(shí)越限補(bǔ)償無(wú)功， 防止電壓跌落；
(3) 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方法是一種以生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能的運(yùn)作 為啟發(fā)而產(chǎn)生的一種基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)類(lèi)型的學(xué)習(xí)方法，能夠通過(guò)已知數(shù)據(jù)的 實(shí)驗(yàn)運(yùn)用來(lái)學(xué)習(xí)和歸納總結(jié)；其容錯(cuò)性和自適應(yīng)性可以應(yīng)付復(fù)雜電力系統(tǒng)在 運(yùn)行過(guò)程中眾多的不確定因素，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，不僅具有較好的動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償特性，且提高了系統(tǒng)的魯棒性和控制精度。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是實(shí)施例中動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖2是實(shí)施例中動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)裝置補(bǔ)償容量原理圖；圖3是實(shí)施例中動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制原理圖； 圖4是實(shí)施例中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制框圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)施例所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)由并聯(lián)于配電網(wǎng)低壓 母線(xiàn)上的一臺(tái)靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM和多組晶閘管投切電容器TSC組 成。靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM提供^d兔級(jí)的感性無(wú)功和容性無(wú)功，并 能抑制電網(wǎng)電壓跌落和電壓波動(dòng)，是動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的連續(xù)子系統(tǒng)；多組 晶閘管投切電容器TSC能提供分級(jí)的容性無(wú)功功率，成本較低，是動(dòng)態(tài)無(wú)功 補(bǔ)償系統(tǒng)的離散子系統(tǒng)。采用DSP控制器檢測(cè)電網(wǎng)信息，判斷TSC電容器 組與靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM的補(bǔ)償容量分配，經(jīng)計(jì)算后給TSC電容器 組的投切組數(shù)信號(hào)和靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM的PWM觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn) 了無(wú)功的快速連續(xù)大容量的無(wú)功補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)功的連 續(xù)補(bǔ)償，當(dāng)TSC電容器組數(shù)隨所需補(bǔ)償無(wú)功功率有效變化的情況下，動(dòng)態(tài)無(wú) 功補(bǔ)償系統(tǒng)可以做到在最大容性無(wú)功""^和最大感性無(wú)功^^之間連續(xù)可 調(diào)。分級(jí)的TSC進(jìn)行無(wú)功粗調(diào)，無(wú)級(jí)的靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM進(jìn)行無(wú) 功精調(diào)，當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功需求在n組和n+lfiTSC之間時(shí)，投n組TSC，再由靜 止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM補(bǔ)償部分無(wú)功，從而達(dá)到了低成本無(wú)級(jí)連續(xù)無(wú)功 補(bǔ)償?shù)哪康摹ｋm然動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)能發(fā)出的感性無(wú)功功率小于容性無(wú)功功 率，但由于配電網(wǎng)對(duì)感性無(wú)功的要求補(bǔ)償容量往往比較小，所以裝置能夠滿(mǎn) 足工程實(shí)際的要求。
參見(jiàn)圖3，本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流、靜止無(wú)功補(bǔ)償器輸出 電流及電容器輸出電流，利用決策處理級(jí)控制DSTATCOM和TSC輸出連續(xù) 無(wú)功。分級(jí)和無(wú)級(jí)無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制方fe，具體實(shí)施步驟如下
1)檢測(cè)電網(wǎng)三相電壓、三相負(fù)載電流和TSC輸出的三相電流以及DSTATCOM輸出的三相電流瞬時(shí)值e。、 e6、 ec; &a、 /il6、 /ca、 ，c6、 ^和
2)根據(jù)步驟l)中采樣得到的四組電壓、電流值，通過(guò)專(zhuān)家推理判斷單元， 由專(zhuān)家推理判斷規(guī)則得出TSC中電容器投切的決策信息再結(jié)合補(bǔ)償容量計(jì) 算DSTATCOM補(bǔ)償電流的期望值，即先確定投切電容器組數(shù)，再計(jì)算 DSTATCOM期望輸出電流；
假設(shè)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)共有m組電容器可供投切，某時(shí)刻已投的電容器 組數(shù)為n，而該時(shí)刻還應(yīng)投入的組數(shù)為p，其正負(fù)分別代表投入和切除，其中， 4表示每個(gè)電容器的無(wú)功電流，/,^表示DSTATCOM的實(shí)時(shí)無(wú)功電流，/:、 /"，分別表示其對(duì)應(yīng)的參考值，其正負(fù)分別代表容性和感性；專(zhuān)家推理判斷 的規(guī)則如下 ''
<formula>formula see original document page 11</formula>
3)電容器循環(huán)控制器接受決策處理級(jí)發(fā)出的電容器投切信息p (正負(fù)分別代表投入和切除)來(lái)對(duì)TSC相應(yīng)的電容器組發(fā)出投切命令。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
控制器根據(jù)決策處理級(jí)發(fā)出的控制模式?jīng)Q策信息s分別工作在固定參考無(wú)功
電流、直接電壓控制和實(shí)時(shí)無(wú)功電流等不同的工作模式，從而發(fā)出PWM波 對(duì)DSTATCOM進(jìn)行控制。
4)通過(guò)DSTATCOM及TSC的分級(jí)和無(wú)級(jí)混合的無(wú)功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了低成 本的高效節(jié)能大容量無(wú)功快速連續(xù)補(bǔ)償。
參見(jiàn)圖4，本發(fā)明采取的人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(ANN)控制方法對(duì)DSTATCOM 進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。圖中，々M/為控制器提供的無(wú)功電流期望值，U^6/為直流 側(cè)電容電壓的指令值，"。為直流測(cè)電容電壓實(shí)際值，/na、 /nb、 ^為 DSTATCOM實(shí)際輸出的電流。及^經(jīng)過(guò)PI控制環(huán)節(jié)得到有功指定電 流，無(wú)功電流期望值々< 與有功指定電流經(jīng)DQ反變換后得到期 望的DSTACOM輸出電流4、4，其與實(shí)際值/ 。、 / 6、；之間的偏差經(jīng) 過(guò)ANN得到的三個(gè)輸出即PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元，形成了一個(gè)閉環(huán)控 制系統(tǒng)。
ANN采用了一個(gè)由前饋構(gòu)成的三層輛紐網(wǎng)絡(luò)輸入層、隱藏層及輸出層。 輸入層接受大量非線(xiàn)性信息通過(guò)連接點(diǎn)將輸入信息轉(zhuǎn)換給隱藏層，隱藏層和 輸出層在神經(jīng)元的鏈接中進(jìn)行傳輸、分析、權(quán)衡等學(xué)習(xí)過(guò)程，最終在輸出層 形成結(jié)果將信息輸出。每?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接都代表一個(gè)對(duì)于通過(guò)該連接信號(hào) 的加權(quán)值，稱(chēng)之為權(quán)重(weight)。網(wǎng)絡(luò)的輸出則依網(wǎng)絡(luò)的連接方式，權(quán)重值 和傳遞函數(shù)的不同而不同。ANN的控制目標(biāo)是提供一個(gè)期望的PWM信號(hào)從 而能夠?qū)崟r(shí)跟蹤DSTATCOM的參考電流和維持直流側(cè)的恒定電壓。如圖4所示，輸入的偏差值為e; =[ea，a，ecf ，其中1
<formula>formula see original document page 13</formula>
輸入層輸出為/; = /,;/e/ +)，隱藏層輸出 =g(『。/// +)。 『W是從輸入層到隱藏層的權(quán)值矩陣，S/y為偏置值，傳遞函數(shù)/是 tan-sigmoid;『。y是從隱藏層到輸出層的權(quán)值矩陣，為偏置值，傳遞函數(shù) g是linear 。
<formula>formula see original document page 13</formula>義為上升比，在0 1之間;
ann通過(guò)不斷的訓(xùn)練，改變其權(quán)重值及偏置值從而輸出指定信號(hào)。其訓(xùn)
<formula>formula see original document page 13</formula>
練規(guī)則是將誤差的均方值e = tS e(z')與0.0001進(jìn)行比較，n為輸出神經(jīng)
<formula>formula see original document page 13</formula>
元的個(gè)數(shù)，e(/)是參考dstatcom輸出電流與實(shí)際值的誤差，只有當(dāng)誤差 值小于0.0001時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)束。
本實(shí)施例中采用bp算法， 一種被廣泛應(yīng)用在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)更新網(wǎng)絡(luò) 權(quán)重值的方法被用來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，它提供了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重值的自調(diào)
整方式，其權(quán)重值正比于誤差的偏導(dǎo)A『/y=-;;
<formula>formula see original document page 13</formula>
，自調(diào)整的權(quán)重值
為負(fù)的誤差偏導(dǎo)，其中7是學(xué)習(xí)率參數(shù)。7值要選取適當(dāng)，大了有可能導(dǎo) 致收斂軌跡的振蕩，小了軌跡會(huì)較為平滑但降低收斂速度，所以需要根據(jù)不 同情況取一個(gè)較為合理的值。
權(quán)利要求
1、一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，包括位于執(zhí)行級(jí)的作為連續(xù)子系統(tǒng)的靜止無(wú)功補(bǔ)償器、作為離散子系統(tǒng)的晶閘管投切電容器及控制器；所述靜止無(wú)功補(bǔ)償器由三相電壓型逆變器和電感器組成，且和多個(gè)晶閘管投切電容器并聯(lián)掛接在配電網(wǎng)的低壓母線(xiàn)上；其中控制器包括位于無(wú)功智能控制級(jí)，且接入靜止無(wú)功補(bǔ)償器的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和位于決策處理級(jí)，且接入晶閘管投切電容器的電容器循環(huán)控制器。
2、 一種與權(quán)利要求1所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)相應(yīng)的控制方法，包括以下 步驟1) 檢測(cè)電網(wǎng)三相電壓、三相負(fù)載電流、晶閘管投切電容器以及靜止無(wú)功 補(bǔ)償器輸出的三相電流瞬時(shí)值e。、 ％、 v &。、 ，w、 ,c。、 "、 ^和^匿。、2) 根據(jù)采樣得到的上述四組電壓、電流值，通過(guò)判斷規(guī)則得出晶閘管投 切電容器中電容器投切的組數(shù)，再結(jié)合補(bǔ)償容量計(jì)算靜止無(wú)功補(bǔ)償器補(bǔ)償電 流的期望值；3) 通過(guò)控制器給晶閘管投切電容器晶閘管投切電容器投切組數(shù)信號(hào)，同 時(shí)提供靜止無(wú)功補(bǔ)償器的補(bǔ)償電流期望值，根據(jù)其給定的參考電流值通過(guò)人 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生PWM信號(hào)給執(zhí)行級(jí)的電壓型逆變器，同時(shí)將輸出電流反饋 回來(lái)，形成電流閉環(huán)控制；4 )通過(guò)晶閘管投切電容器及靜止無(wú)功補(bǔ)償器的分級(jí)和無(wú)級(jí)混合的無(wú)功補(bǔ) 償，實(shí)現(xiàn)無(wú)功快速連續(xù)補(bǔ)償。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，其特征是，假設(shè) 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)中共有m組電容器可供投切，某時(shí)刻已投的電容器組數(shù)為 n，而該時(shí)刻還應(yīng)投入的組數(shù)為p，其正負(fù)分別代表投入和切除；^表示每個(gè)電容器的無(wú)功電流，^STAT表示靜止無(wú)功補(bǔ)償器的實(shí)時(shí)無(wú)功電流，其正負(fù)分別代表容性和感性，則步驟2中判斷規(guī)則為 Rule 1:<formula>formula see original document page 3</formula>由此即可得知不同時(shí)刻晶閘管投切電容器中電容器組的投入和切除組
4、根據(jù)權(quán)利要求2所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，其特征是，所述 步驟3中電流閉環(huán)控制具體步驟如下假設(shè)^re/為控制器提供的無(wú)功電流期 望值，V^e/為直流側(cè)電容電壓的指令值，^fc為直流測(cè)電容電壓實(shí)際值，/na、 /nb、；為靜止無(wú)功補(bǔ)償器實(shí)際輸出的電流；所述及經(jīng)過(guò)PI控制環(huán)節(jié)得到有功指定電流^w/ ，其與無(wú)功電流期望值々w/經(jīng)DQ反變換后得到期望的靜止無(wú)功補(bǔ)償器輸出電流/:、4、4，其與實(shí)際值L、 / 6、 L之間的偏差經(jīng)過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN得到的三個(gè)輸出即PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元， 形成電流閉環(huán)控制系統(tǒng)。
5、根據(jù)權(quán)利要求2-4之一所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，其特征是， 所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN采用了一個(gè)由前饋構(gòu)成的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層、 隱藏層及輸出層，輸入的偏差值為"=[e。,^，ecf ，其中<formula>formula see original document page 4</formula>輸入層輸出為/; = /,//e/ + S//)，隱藏層輸出 =g,。/// + 5。/)。其中^W是從輸入層到隱藏層的權(quán)值矩陣，B/y'為偏置值，傳遞函數(shù)/是 tan-sigmoid;是從隱藏層到輸出層的權(quán)值矩陣，為偏置值，傳遞函數(shù) g是linear;<formula>formula see original document page 4</formula>其中<formula>formula see original document page 4</formula>ANN通過(guò)不斷的訓(xùn)練規(guī)則改變其權(quán)重值及偏置值從而輸出指定信號(hào)，該訓(xùn)練1 w規(guī)則是將誤差的均方值E = 了S e(0與0.0001進(jìn)行比較，N為輸出神經(jīng)元的個(gè)數(shù)，"o是參考靜止無(wú)功補(bǔ)償器輸出電流與實(shí)際值的誤差，只有當(dāng)誤差值小于0.0001時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)束。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，其特征是，采用 BP算法進(jìn)行訓(xùn)練規(guī)則改變權(quán)重值，其權(quán)重值正比于誤差的偏導(dǎo)A『"=_;7^7，自調(diào)整的權(quán)重值為負(fù)的誤差偏導(dǎo)，其中"是學(xué)習(xí)率參
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)及其控制方法，其包括作為連續(xù)子系統(tǒng)的靜止無(wú)功補(bǔ)償器DSTATCOM、作為離散子系統(tǒng)的晶閘管投切電容器TSC及控制器；所述靜止無(wú)功補(bǔ)償器由三相電壓型逆變器和電感器組成，且和多個(gè)晶閘管投切電容器并聯(lián)掛接在電網(wǎng)上；其中控制器包括位于無(wú)功智能控制級(jí)，且接入DSTATCOM的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和位于決策處理級(jí)，且接入TSC的電容器循環(huán)控制器進(jìn)行電容器的循環(huán)投切控制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了低成本高效節(jié)能大容量無(wú)功快速連續(xù)補(bǔ)償；其提出的基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方法可以應(yīng)付復(fù)雜電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中眾多的不確定因素，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，不僅具有較好的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償特性，且提高了系統(tǒng)的魯棒性和控制精度。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101420128SQ200810143820
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者呂志鵬, 帥智康, 曾燦林, 楊翠翠, 瑩 程, 安 羅, 馬伏軍 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)