级联多电平逆变器无功补偿系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种级联多电平逆变器无功补偿系统及控制方法，系统包括主回路、检测回路和控制回路，主回路由级联H桥逆变单元、滤波电抗器、充电电阻和控制开关组成；检测回路由第一至第二电流传感器、第一至第二电压传感器、各级联功率单元直流侧电压传感器和外部A/D采样电路组成；控制回路由数字信号处理器、实现脉冲分配的现场可编程门阵列和实现主控与功率单元之间通讯的光通讯电路组成。本发明系统无需增加额外的功率电路不仅可以实现系统输出总的有功和无功电流的控制，还可以分别控制每个模块吸收的有功功率从而实现每个级联功率单元直流母线电压的平衡控制，不仅降低了系统硬件成本，提高了系统的可靠性。

主权项

一种级联多电平逆变器无功补偿系统，其特征在于：包括主回路、检测回路和控制回路，主回路由级联H桥功率单元、滤波电抗器（1）、充电电阻（2）和控制开关（3）组成；检测回路由第一电流传感器(10)、第二电流传感器（11）、第一电压传感器（8）、第二电压传感器（9）、各级联功率单元直流侧电压传感器和外部A/D采样电路（7）组成；控制回路由数字信号处理器（4）、实现脉冲分配的现场可编程门阵列（5）和实现主控与功率单元之间通讯的光通讯电路（6）组成；其中级联H桥功率单元为单相H桥逆变器结构，级联多电平逆变器的每相由N个功率单元串联组成，三相组成星形连接，输出三相经滤波电感（1）串联后与充电电阻（2）的左端相连，充电电阻（2）的右端与三相电网相连，控制开关（3）与充电电阻（2）的两端并联；第一电流传感器（10）和第二电流传感器（11）分别设置于级联多电平逆变器输出A、C两相上，第一电流传感器（10）、第二电流传感器（11）的输出端分别接外部A/D采样电路（7）的输入端，第一电压传感器（8）和第二电压传感器（9）分别设置于三相电网电压的AB和BC相，第一电压传感器和第二电压传感器的输出端分别接外部A/D采样电路（7）的输入端，各级联功率单元直流侧电压传感器分别设置于各个功率单元的直流输入端上，各级联功率单元直流侧电压传感器的输出端分别接外部A/D采样电路（7）的输入端，外部A/D采样电路（7）的输出端接数字信号处理器（4）的输入端，数字信号处理器（4）的输出端分别接控制开关的控制端和实现脉冲分配的现场可编程门阵列（5）的输入端，现场可编程门阵列（5）的输出端接实现主控与功率单元之间通讯的光通讯电路（6）的输入端，光通讯电路（6）的输出端接各级联H桥功率单元的控制端。