一种三相高压级联型混合功率补偿器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种三相高压级联型混合功率补偿器及其控制方法，为了补偿高次谐波电流，在三相高压级联型混合功率补偿器的输入滤波电感上并联一个单相有源滤波器，由于级联型多电平PWM变流器承担大部分的基波电压，滤波电感上的基波电压很小，故有源滤波器可以采用低压高频开关器件来实现高次谐波电流的补偿；同时在级联型多电平PWM变流器上并联一个LC单调谐滤波器，为高次谐波电流提供低阻抗通道，提高有源滤波器的谐波补偿能力。本发明可以实现无功和谐波的综合补偿，大大提高了高压配电网的电能质量。

主权项

一种三相高压级联型混合功率补偿器的控制方法，三相高压级联型混合功率补偿器，包括Y型连接的三相高压级联型PWM变流器，所述三相高压级联型PWM变流器每相由若干个级联单元串联组成，所述三相高压级联型PWM变流器通过三个输入滤波电感与三相电网连接；其特征在于，所述三个输入滤波电感各与一个单相有源滤波器并联；所述三相高压级联型PWM变流器的每一相并联有一个LC单调谐滤波器；其特征在于，该方法包括三相高压级联型PWM变流器的控制方法和单相有源滤波器的控制方法：所述三相高压级联型PWM变流器的控制方法为：1)分别检测三相高压级联型PWM变流器A，B，C三相级联单元直流侧电容电压的平均值U_avex,x∈[a,b,c]，其中：U_avea＝∑u_dan/N，U_aveb＝∑u_dbn/N，U_avec＝∑u_dcn/N，其中u_dxn,x∈[a,b,c]分别表示A，B，C三相第n个级联单元的直流侧电容电压值，N为每相级联单元的级联数量；2)将级联单元的直流侧电容电压参考信号分别与三相高压级联型PWM变流器A，B，C三相级联单元的直流侧电容电压平均值相减，对相减后的值进行PI调节，再与A，B，C三相级联单元的电压同步信号syn_x,x∈[a,b,c]相乘，得到三相级联单元直流侧电容电压的调节指令i_px,x∈[a,b,c]；3)将三相级联单元直流侧电容电压的调节指令i_px,x∈[a,b,c]分别与期望的三相级联单元无功指令信号i_rx,x∈[a,b,c]叠加之后，得到电流内环参考指令信号x∈[a,b,c]；4)将电流内环参考指令信号x∈[a,b,c]与检测到的三相级联单元输出电流i_dx,x∈[a,b,c]相减，得到电流跟踪误差信号e_x,x∈[a,b,c]，将电流跟踪误差信号经过PI调节得到A，B，C三相级联单元的调制波信号u_x,x∈[a,b,c]；5)利用三相级联单元的调制波信号u_x,x∈[a,b,c]，得到A，B，C各相第n个级联单元的实际调制波信号x∈[a,b,c]；6)利用A，B，C各相第n个级联单元的实际调制波信号x∈[a,b,c]，得到A，B，C三相各个级联单元的PWM驱动信号，并驱动级联单元的功率开关管输出期望的电压电流信号；所述单相有源滤波器的控制方法为：1)首先将单相有源滤波器的直流侧电压参考信号与检测到的直流侧电压值u_dcx,x∈[a,b,c]相减，然后进行PI调节，进行PI调节后的值与电压同步信号sy_x,x∈[a,b,c]相乘，得到直流侧电压调节指令i_apx,x∈[a,b,c]；2)将直流侧电压调节指令i_apx,x∈[a,b,c]与谐波补偿指令信号x∈[a,b,c]相加，得到电流内环指令信号x∈[a,b,c]；3)将电流内环指令信号x∈[a,b,c]减去检测到的单相有源滤波器的输出谐波电流i_Fx,x∈[a,b,c]，将相减后的值进行内环PI调节，得到单相有源滤波器的调制波信号u_Fx,x∈[a,b,c]；4)将调制波信号u_Fx,x∈[a,b,c]送到PWM调制单元产生PWM驱动信号，驱动单相有源滤波器的开关管获得期望的电压电流信号。