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龙图腾网获悉华北电力大学(保定);保定友源电力科技有限公司申请的专利基于双旋转移相器合成相量原理的无功补偿器拓扑电路与双闭环控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114938001B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210400625.1，技术领域涉及：H02J3/1878；该发明授权基于双旋转移相器合成相量原理的无功补偿器拓扑电路与双闭环控制方法是由颜湘武;邓婉君;贾焦心;张波;曲伟;谷建成设计研发完成，并于2022-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于双旋转移相器合成相量原理的无功补偿器拓扑电路与双闭环控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于双旋转移相器相量合成原理的无功补偿器双闭环控制，通过测量无功补偿器接入点电压，负载、电感电流以及两旋转移相变压器一次侧总电流，将其转换至dq0坐标系下，利用瞬时功率理论计算线路的瞬时功率；将负荷的无功作为反馈值，结合电网功率因数预设值确定功率闭环控制的期望值，二者进行比较形成无功电流的给定值；将瞬时电流的d、q轴分量作为反馈值，与给定值比较，形成闭环控制量；利用旋转矢量合成原理，求取到各旋转移相变压器的转子机械角指令，通过伺服控制器进行调节，进而改变无功补偿器吸收或发出的无功功率；本发明提供了一种成本低、抗冲击能力强、可靠性高、维护方便的全向补偿且连续调节的无功补偿控制新方案。

本发明授权基于双旋转移相器合成相量原理的无功补偿器拓扑电路与双闭环控制方法在权利要求书中公布了：1.基于双旋转移相器合成相量原理的无功补偿器双闭环控制方法，该无功补偿器包括双旋转移相变压器无功补偿主电路、检测模块、信号处理模块、功率外环控制模块、直接电流内环控制模块、相角控制模块六个部分；所述检测模块输入端与测量无功补偿器接入点三相电压的电压互感器二次电压输出端以及测量流经负载、电感的三相电流和两旋转移相变压器一次侧总电流的电流互感器二次电流输出端连接，所述检测模块处理结果传递给信号处理模块；所述信号处理模块转换和计算的数据结果传递给功率外环控制模块、直接电流内环控制模块以及相角控制模块；所述功率外环控制模块的计算结果数据传递给直接电流内环控制模块，直接电流内环控制模块的计算结果数据传递给相角控制模块，相角控制模块的结果数据分别传递给两个旋转移相变压器的伺服控制器； 所述检测模块、信号处理模块、功率外环控制模块、直接电流内环控制模块、相角控制模块与基于双旋转移相器合成相量原理的无功补偿主电路的电压互感器和电流互感器二次侧以及两个旋转移相变压器的伺服控制器构成一个基于外环三相瞬时无功功率、内环有功无功电流解耦控制的双闭环控制回路，具体分以下几步进行计算： 1信号处理模块通过派克变换，以装置接入点电压作为参考相量，将检测模块输入的各物理量均转换至dq0坐标系中，其中，，且由于在坐标变换采用的是恒幅值变换，利用瞬时功率理论对瞬时功率进行计算时需添加1.5倍的修正系数，此时各线路上所消耗的无功功率和有功功率可以表示为： 1 2 其中，USd,USq分别为接入点电压在dq0坐标下的d轴分量和q轴分量，Id,Iq分别为二次侧电流在dq0坐标下的有功分量和无功分量；流经负载、并联电容、电感的无功功率可以分别由下式计算得到： 3 4 5 其中，Iloadq为流经负载电流在dq0坐标下的的q轴分量，ILq为一次侧串联总电流在dq0坐标下的q轴分量； 负载消耗的有功功率为： 6 其中，Iloadd为流经负载电流在dq0坐标下的的d轴分量； 2为了确保电网侧功率因数为设定值，需要调节电感消耗的无功功率，故电感消耗无功给定值应为： 7 其中，QC为补偿装置中并联电容发出的无功功率，Qload为接入点处等值负荷的无功功率； 功率外环控制模块接受信号处理模块输入的各处瞬时无功功率，结合电网侧预设功率因数来确定功率闭环控制的给定值，并将电感消耗的无功功率作为反馈值，使二者进行实时的偏差比较，通过PI控制实现被控量瞬时值与给定值的无差调节，结合功率外环控制模块PI控制器的比例、积分系数、，形成功率闭环控制的补偿量： 8 3电感消耗的无功功率与二次侧电流的关系如下： 9 其中是储能电感和旋转移相变压器内电感等效到二次侧的总电抗；由式9可以看出此时电感消耗的无功仅与电感电流的无功分量有关，故通过调节无功电流可以实现对无功功率的独立调节；功率外环控制模块通过读取储能电感和旋转移相变压器内电感等效在二次侧的总电抗，结合自身形成的功率闭环控制补偿量，代入上式进行计算，得到直接电流耦合到q轴的分量，如式10，将其作为电流内环控制中无功电流给定值； 10 4直接电流内环控制模块读取内部存储的有功电流给定值，接收功率外环控制模块输入的无功电流给定值；接收信号处理模块输入的坐标变换后的电感瞬时电流作为反馈的输入信号，将其分别与有功、无功电流的给定值进行偏差比较，利用PI控制器实现瞬时电流对给定值的跟踪控制，避免装置出现过流现象，结合有功、无功PI控制器的比例、积分系数、，形成d，q轴电流闭环控制的补偿量： 11 直接电流内环控制模块结合信号处理模块输入的接入点电压相位，将补偿量转化至abc坐标系下； 5二次侧合成电压与电感电流的关系如下： 12 相角控制模块读取电路参数储能电感和RPST内阻抗折算至二次侧的总阻抗，接收从直接电流内环控制模块输入的电流闭环控制补偿量，通过上式计算得到两RPST二次侧合成电压；结合信号处理模块输入的接入点电压相位，将转化至dq0坐标系下，形成控制电压的d轴分量； 实质上是由两个幅值相等，相位可调的旋转矢量合成的，当时，根据旋转矢量合成的原理，可以得到其控制电压与转子电角度之间的关系： 13 相角控制模块接收从信号处理模块传入的接入点电压，结合自身计算得到的控制电压d轴分量，即可计算得到两旋转移相变压器应该移动的转子电角度； 14 结合旋转移相变压器的极对数p，通过式14计算得到两旋转移相变压器转子机械角度指令β1,β2，并以此为依据通过两旋转移相变压器伺服控制器调节两转子位置角；对转子位置角进行调节，从而改变二次侧合成电压大小，改变了电感电流，装置吸收或发出的无功也随之改变，从而形成了功率和电流的闭环控制，最终可以实现无功功率和电流的实时跟踪和精确控制，达到无功补偿的目的。

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