Page 338 - 电气自动化下电力生产技术及安全管理

电气自动化下电力生产技术及安全管理

上与直接控制方法相比都没有优势；第二，针对电力半导体器件来说，直接控制方法对
其开关频率要求更高，所以容量大的 SVG 装置选择间接控制法，容量小的 SVG 装置选
择直接控制法；第三，选择间接控制法时，脉冲宽度调制技术、几个变流器多重化联结
以及多电平技术都可以用于消除或减小容量大的 SVG 装置的谐波。
（二） 预测电流法的改进

采用对 SVG 控制方法的分析知道对于电流的直接控制和间接控制，都使用双闭环
控制方法。双闭环控制就是电流内环和电压外环的控制方法。电流内环和电压外环分别
对电压外环输出电流指令和三相电压逆变器直流侧电压控制。电压外环是利用比例积分
控制方法确定 SVG 装置消耗系统有功电流指令参考值，这里不做详细分析。内环控制
才是 SVG 装置的重点部分，因此本课题对此进行深入研究。由于需要较快的响应速度，

因而预测电流控制方案应用于内环的控制。这种方案的基本原理为：根据当前状态的采
样资料，对下个周期补偿电流轨迹进行预测，然后对逆变器开关函数进行确定，从而根
据电流参考值改变而调整补偿电流，电流参考值是根据电压参考值计算而来。
1.预测电流法
这个方法在一定周期 Ts 里，以数学模型为基础，将逆变器最优控制电压矢量计算
和选择，并对三相桥臂上所有功率器件的连通和断开状况进行决定。从而确保周期内电
压均值和估算的最优控制电压相等。该方法的本质是通过采样时刻的电流数据，对下一
个采样周期的补偿电流轨迹进行估测，然后将逆变器开关函数进行确立，保证随着电流
参考值的改变来确定补偿电流，并确保 驻i= ixT（k +1）-ixT（k）最小，最终达到再次采样
时实际电流是根据上一次采样的最优特性跟踪参考电流的控制策略。SVG 装置选择预测
电流控制法的过程：结合 k 时刻已有情况、SVG 模型及下时刻预期电流，将 k+1 时刻预
期电流对应电压计算出来，通过 SVPWM 技术加到逆变器中，实现 k+1 时刻的实际电流

为预期值。
相对于其他无功电流补偿方式，使用预测电流控制方法，其最大的优势就是能使主
电气开关元件的最大开关工作频率得到最大化利用。此外，通过数字控制的预测方法，
死区补偿控制能够更加容易得到实现。因此这种方法在静止无功发生器的数字化控制过
程中，具有更佳的适用性。另外，该方法还具备其他优势，主要包括：变流器状态作为
实现各相关联控制的控制方法，让开关过程得到进一步优化；过程中出现的因为 A/D 采
样、指令电流计算、变流器状态而引发的各种延迟，都可以利用预测控制方法给予相应
的补偿；使得多个性能指标得以有机结合并进行转换。
2.预测电流法的改进

由该方法的基本原理，我们可以看出，当电压型逆变器 （VSI） 采用数字控制时，
鉴于其采样周期与脉冲宽度调制均会出现一定的时间延后，故 VSI 的电流控制也会出现
不同程度的滞后现象，这对于电流跟踪的动态性能必然会造成一定影响。1 个 PWM 开
关周期是电流控制的最小延时。预测电流的基础就是在 n 个不同时间点所检测得到的负

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