本发明属于电力系统无功补偿。
背景技术：
1、随着风电等分布式电源集中并网，为了保证区域电网电压稳定并满足电能质量要求，系统对动态无功补偿需求随之增强。凭借扩展性强、谐波低、动态响应快等优点，高压大功率级联h桥svg被接入到风场，以补偿由风电随机性引起的电压波动，提升系统的传输效率。级联h桥svg的拓扑结构如图1。uga,b,c为电网三相电压，iga,b,c为电网三相电流，uca,b,c为svg阀侧三相输出电压，ica,b,c为svg补偿电流，l为滤波电感，udc_jk为第j相链内第k个子模块的电容电压(j＝a,b,c；k＝1,2,…,n)，uac_jk为第j相链内第k个子模块的交流输出电压，c_jk为第j相链内第k个子模块的电容。svg通过调节uca,b,c的幅值和相位，或者直接控制ica,b,c，即可令svg灵活调节无功电流，实现对风场系统的动态无功补偿。
2、级联h桥svg的控制结构如图2。图中ω0t为电网电压的相位，由pll锁相环获得。为第j相链内n个子模块电容电压之和，又称第j相的簇电压；第j相链内子模块电容电压参考值电压外环控制通过控制有功电流，使各相簇电压保持在其参考值udc_j,ref附近。iq,ref为无功电流参考值，iq,ref为iq,ref的幅值；id,ref为有功电流参考值，id,ref为id,ref的幅值；电流内环控制负责跟踪补偿无功电流，继而获得第j相基础调制波参考值u_j,ref。链内均压控制通过分配h桥子模块间有功功率来实现链内子模块的电容电压均衡，u_j,ref对应第k个子模块的修正量为δu_jk。
3、在级联h桥svg中，为了平抑子模块电容电压的二倍频波动，子模块直流侧通常并联大容量电容。然而，电容随着运行时间的推移逐渐劣化，这将增大电容电压的二倍频波动幅度，导致svg的控制可靠性降低。当电容的等效串联电阻esr降低20％或电容值减少2％-5％时，则认为电容已达到其寿命终点。为了保证svg可靠运行，有必要对其子模块电容容值进行在线监测。电容值监测需要采集电容电压数据并结合推导公式予以实现，传统电容电压采集方式是利用安装在子模块直流侧的直流电压互感器实现电容电压数据采集。但随着电网电压等级的提升，svg子模块的数量将显著增加，电压互感器数量也将随之增加，导致系统检测成本和复杂度增加。
技术实现思路
1、本发明的目的是利用级联h桥svg阀侧电压数据，结合载波移相正弦脉宽(cps-spwm)调制方法提供的对应子模块投切动作信息的考虑风场功率变化的级联h桥svg电容在线监测方法。
2、本发明的步骤是：
3、s1、利用pta’、ptb’、ptc’采集uca,b,c；控制器在采样间隔tsi处于空闲状态，在采样时间ts内计算第j相阀侧输出电压的变化值ducj；在t时刻，ducj＝|ucj(t+1)-ucj(t)|，同时，依据cps-spwm调制方法检测第j相子模块的控制脉冲信号，用于判断子模块是否发生投切动作；当确认第j相第k个子模块发生投切动作时，ducj即为第j相第k个子模块的电容电压udc_jk，其中，ucj(t)为第j相第k个子模块发生投切动作前的阀侧输出电压，ucj(t+1)为该子模块发生投切动作后的阀侧输出电压；
4、s2、依据电容的物理定义得到第j相第k个子模块电容对应的微分方程依据能量守恒定理可得微分方程其中，ejk(t0)为t0时刻储存在第j相第k个子模块电容中的能量，uac_jk是uac_jk的幅值，icj是icj的幅值，uac_jk的初相角为假设icj为纯无功性质，则uac_jk与icj的夹角icj是感性则符号取“+”，icj是容性则符号取“-”，调制比m范围(0.5～1)，因此，svg第j相第k个子模块的电容电压表达式为：
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6、将uac_jk改写为uac_jk＝mudc_jk-δujk，其中，δujk＝dvd+kvs，d，k分别表示第j相第k个子模块中二级管和开关管导通的数量，vd，vs分别为二极管和开关管的导通压降，udc_jk表示第j相第k个子模块电容电压直流分量，结合公式(1)可进一步推导t时刻第j相第k个子模块的电容值为：
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8、构建电容电压均值：设置一个窗宽为电容电压纹波周期0.01s的滑动窗口，移动步长取0.005～0.01s，当滑窗移动到t时刻，将t～(t+0.01)时段内窗口中的udc_jk求取均值替代窗口中的数据点，udc_jk.max和udc_jk.min分别表示滑窗移动t时刻udc_jk的最大值和最小值，滑窗依次滑动到udc_jk数据序列的末尾，获得剔除二倍频纹波的udc_jk；依据式(2)构建电容估计算法，计算c_jk；
9、s3、启动电容估计值误差检测和消除
10、首先，确定零点附近奇异区间的合理范围，在零轴附近，计算u2阶梯宽度＝tsi+ts，考虑到ts是时变量，故u2阶梯宽度≤(tsi+ts_max)，ts_max为ts的最大值；而后，在[t-(tsi+ts_max),t+(tsi+ts_max)]区间内，采用前段电容估计值的历史数据进行优化，而不采用根据公式(2)获得的错误数据，最终获得正确的c_jk。
11、本发明在不改变级联h桥svg原有控制结构的前提下,不仅省略了子模块直流电压互感器及配套通信设备，降低了级联h桥svg的设备制造和维护成本，而且能在线估计每个子模块的电容值变化情况，可用于电容寿命实时预测，为级联h桥svg维护提供技术支持，具有工程实用价值。
1.一种考虑风场功率变化的级联h桥svg电容在线监测方法，其特征在于：其步骤是：
