一種svg直流側電容中點電位平衡裝置及其控制方法
2023-06-04 12:54:11 1
一種svg直流側電容中點電位平衡裝置及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種SVG直流側電容中點電位平衡裝置及其控制方法，包括：三相電源的一條支路串聯連接三相負載；三相電源的另一條支路依次串聯連接交流電抗器、二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC以及直流側並聯電容器；在三相電源與交流電抗器之間並聯連接測量控制系統；二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC中每相橋臂均連接兩個串聯連接的箝位二極體。本發明有益效果：控制原理簡單，控制實現簡便；主要用於二極體箝位型三電平靜止無功發生器直流側電容中點電位不平衡的研究。其控制效果與系統的調製比及功率因數無關，理論上可以將中點的波動控制在一個比較小的範圍之內。
【專利說明】—種SVG直流側電容中點電位平衡裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電氣行業，尤其是涉及一種用於對電力網絡進行無功功率補償研究的二極體箝位型三電平靜止無功發生器(SVG)直流側電容中點電位平衡的裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著經濟的快速發展，電網中的負荷包括無功負荷持續大量地增加，分布式新能源如太陽能、風能的併網也大大增加了電網的複雜性，尤其是各種電力電子裝置引入電網以後，使得電網結構發生了較大的變化，非線性負荷、衝擊性負荷等無功性負荷越來越多，給電能質量帶來了極大的挑戰，因此無功補償裝置的研究具有十分重要的意義。隨著無功補償技術的迅速發展，靜止無功發生器(SVG)得到了較高的重視，它具有補償響應速度快、運行範圍廣、可濾除部分諧波、佔用體積小、性價比高等優點，因此得到了快速的發展。在靜止無功發生器(SVG)的多種拓撲結構中，二極體箝位型三電平拓撲結構比兩電平拓撲結構補償電壓波形好，相比於更高電平拓撲結構經濟性好等優點，因此應用最為廣泛。
[0003]二極體箝位型拓撲結構利用兩個串聯的直流電容接在直流側兩端，每個橋臂有四個開關器件，上、下橋臂各有兩個串聯的開關器件，每個開關都通過二極體續流，箝位二極體將每個橋臂的中間兩個開關管進行連接，這樣通過箝位二極體將開關器件的電壓箝位到連接的直流電容電壓上，將直流母線電壓分為多個電平。因此，每個橋臂的四個開關器件可以向交流側輸出不同電平的電壓信號。通過對每個開關管進行相應的PWM脈寬調製，二極體箝位型三電平SVG將多個電平的輸出信號合成為調製信號，從而進行無功補償。
[0004]但是，二極體箝位型三電平靜止無功發生器(SVG)直流側的兩個電容在製造工藝上不可能達到完全相同，各個開關管的實際參數和製造工藝也有一定的差別，開關會產生一定程度的延遲；另外，負載電流通過各相橋臂在三電平二極體箱位型SVG中產生了一定的交流電流，此交流電流流入到直流電容中，從而導致直流母線各電容傳輸功率的不平衡。因此會產生直流側電容中點電壓不均衡的現象，有可能使得輸出電壓波形發生畸變，使電平發生退化，輸出電壓中帶有低次諧波，開關器件承受的電壓不均衡，增大對主管阻斷耐壓的要求，嚴重時將使得電子器件因過電壓而損壞，直流側電容上的電壓波動也容易使電容的壽命降低。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是為了解決上述技術問題，提供了一種SVG直流側電容中點電位平衡裝置及其控制方法，該裝置及方法能夠解決直流側電容中點電位不平衡的問題，為SVG向電網進行無功補償提供更好的技術保障。
[0006]為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
[0007]—種SVG直流側電容中點電位平衡裝置，包括:三相電源、三相負載、交流電抗器、二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC、直流側電容器以及測量控制系統；
[0008]所述三相電源的一條支路串聯連接三相負載；三相電源的另一條支路依次串聯連接交流電抗器、二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC以及直流側並聯電容器；在三相電源與交流電抗器之間並聯連接測量控制系統；
[0009]所述二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC中每相橋臂均連接兩個串聯連接的箝位二極體，所述三相電源的中點、三相負載的中點、每相橋臂的兩個箝位二極體的中點以及直流側電容器的中點相連接，為零序電流提供流通通路。
[0010]所述三相電源為對稱三相電源，所述三相電源的每一相均串聯連接交流電抗器。
[0011]所述二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC包括a、b、c三相橋臂，所述a、b、c三相橋臂中，每一相橋臂均包括上橋臂和下橋臂，所述上橋臂和下橋臂分別包括兩個串聯連接的功率開關器件，所述每個功率開關器件的兩端均反向並聯有續流二極體；
[0012]所述a、b、c三相橋臂的每相橋臂均連接兩個反相串聯的箝位二極體，所述箝位二極體連接在上橋臂兩個功率開關器件的中點和下橋臂兩個功率開關器件的中點之間。
[0013]所述直流側電容器包括兩個串聯連接的電容C1和電容C2 ;所述直流側電容器與二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC的三相橋臂並聯連接，電容C1和電容C2串聯連接的中點與二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC連接的兩個箝位二極體的中點相連接，所述電容C1和電容C2的中點與兩個箝位二極體的中點為等電位點。
[0014]所述測量控制系統包括:PLL鎖相模塊、abc/dqO變換模塊、SVG三相輸出外環電壓控制器、內環電流控制器、dqO/abc變換模塊和脈衝寬度調製驅動電路；
[0015]所述PLL鎖相模塊和abc/dqO變換模塊的輸入端分別連接在每一相電源與交流電抗器之間，PLL鎖相模塊的輸出端連接至dqO/abc變換模塊，abc/dqO變換模塊的輸出端連接在SVG三相輸出外環電壓控制器和內環電流控制器之間，所述PLL鎖相模塊還與abc/dqO變換模塊連接；
[0016]所述SVG三相輸出外環電壓控制器、內環電流控制器、dqO/abc變換模塊和脈衝寬度調製驅動電路依次串聯連接，所述脈衝寬度調製驅動電路的輸出端連接至二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC。
[0017]一種SVG直流側電容中點電位平衡裝置的控制方法，包括:
[0018]通過對直流側電容器進行定直流電壓控制，並對直流側電容器上下部分電容電壓進行偏差控制，利用SVG輸出的三相實際電流進行電流指令值的負反饋控制和內環PI解耦控制，實現脈衝寬度調製驅動電路對二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC所有開關管開通和關斷的控制，進而對直流側電容器的中點電位進行實時調節，控制直流側上下部分電容器的電壓偏差在允許的範圍內，保證SVG輸出三相交流電壓的波形不發生波形畸變和電平退化。
[0019]所述實現脈衝寬度調製驅動電路對二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC所有開關管開通和關斷的控制的具體方法為:
[0020](1)假設直流側電容C1和電容C2的電壓分別為Va和VC2，且兩者之間的電壓差值為Λ V ;分別對SVG交流側三相輸出電流進行測量，得到三相輸出電流值iea、icb和i。。；經過三相電壓鎖相同步模塊和abc/dqO變換模塊分別得到直軸、交軸和零軸的電流分量id、i,和i0 ；
[0021](2)通過外環控制器生成直軸電流指令值id*、交軸電流指令值iq*和零軸電流指令值1* ；
[0022](3)通過內環控制器計算直軸電壓vd、交軸電壓vq和零軸電壓vO ；
[0023](4)由電流互感器檢測出三相負載電流込、&和U，計算出三相電流各相的零序電流分量，將所得到的零序電流從各相負載電流中剔除，將去除零序分量的三相負載電流進行坐標變換，求出其對應的有功分量和無功分量；有功分量經過低通濾波器得到其對應的直流分量，同時斷開無功分量通道，對有功分量的直流分量進行坐標反變換得到去除零序分量後負載電流值的基波正序分量；
[0024](5)從原始三相負載電流減掉上述基波正序分量，得到a、b、c三相負載電流中去除基波正序以外的基波負序、零序以及無功電流的指令電流；利用所述指令電流值對負載進行無功電流計算，得到無功電流的指令值iq*，然後iq*與實際無功電流iq經過外環控制環節和內環控制環節，產生PWM信號控制開關管，即實現脈衝寬度調製驅動電路對開關管開通和關斷的控制。因為SVG的原理就是基於瞬時無功功率理論的，所以所得指令電流除了可以檢測無功之外，也可以檢測部分諧波和負載引起的三相不平衡。
[0025]所述步驟(2)的具體方法為:
[0026]直軸電流指令值i/由直流側電壓指令值Udc*和直流側電容器電壓實測值Ud。經過偏差控制得到；
[0027]交軸電流指令值1:的產生是由三相電壓ua、ub、U。和三相負載電流i^、iLb> L經過負載無功電流計算得到；
[0028]零軸電流指令值V的產生是由直流側上下兩個電容電壓的差值進行偏差控制得到。
[0029]所述步驟(3)的具體方法為:
[0030]直軸電壓Vd由直軸電流指令值i/和實際電流值id進行偏差控制後的量與ud、?Li,進行電流交叉解耦計算得到；
[0031]交軸電壓V,由負載無功電流計算指令值和實際電流值i,進行偏差控制後的量與U,、《Lid進行電流交叉解耦計算得到；
[0032]零軸電壓Vtl由零軸電流指令值V和實際零序電流極性偏差控制和反向平衡控制器的控制得到。
[0033]本發明有益效果:
[0034]本發明裝置應用於二極體箝位型三電平拓撲靜止無功發生器(SVG)中，能夠較好地解決直流側電容中點電位不平衡的問題，使得輸出的補償電壓不會因為電容中點電位不平衡而產生波形畸變和電平退化等問題，為靜止無功發生器(SVG)向電力網絡進行無功補償提供更好的技術保障。
[0035]本發明控制原理簡單，控制實現簡便；主要用於二極體箝位型三電平靜止無功發生器直流側電容中點電位不平衡的研究。其控制效果與系統的調製比及功率因數無關，理論上可以將中點的波動控制在一個比較小的範圍之內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明二極體箝位型三電平靜止無功發生器直流側電容中點電位平衡裝置的總體結構圖；
[0037]圖2為二極體箝位型三電平電壓源換流器(VSC)主電路拓撲結構圖；
[0038]圖3 (a) - (C)為測量控制系統外環控制器控制結構圖；
[0039]圖4(a)_(c)為測量控制系統內環控制器控制結構圖。
[0040]其中，I為三相電源，2為三相負載，7為交流側串聯連接電抗器，8為PLL鎖相環節，9為abc/dqO變換環節，10為外環控制器，11為內環控制器，12為dqO/abc變換環節，13為PWM生成環節，14為三相二極體箝位型VSC電路，15為直流側上臂電容Cl，16為直流側下臂電容C2。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0042]如圖1所示，本實施例提供了一種二極體箝位型三電平靜止無功發生器直流側電容中點電位平衡的裝置，包括靜止無功發生器(SVG)主電路，測量控制系統，二極體箝位型三電平電壓源換流器(VSC)電路14和直流側並聯電容器。SVG主電路適用於低壓供電網絡。
[0043]靜止無功發生器(SVG)主電路包括三相電源1、三相負載2、交流電抗器7 ;三相電源I為對稱三相電源，三相負載2為三相不平衡負載。
[0044]三相電源I的一條支路串聯連接三相負載2 ;三相電源I的另一條支路依次串聯連接交流電抗器7、二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC14以及直流側並聯電容器；在三相電源I與交流電抗器7之間並聯連接測量控制系統；
[0045]二極體箝位型三電平電壓源換流器VSC14中每相橋臂均連接兩個串聯連接的箝位二極體，三相電源的中點、三相負載的中點、每相橋臂的兩個箝位二極體的中點以及直流側電容器的中點相連接，為零序電流提供流通通路。
[0046]圖3 (a)-(c)和圖4 (a)-(c)所示，測量控制系統包括PLL鎖相模塊8、abc/dqO變換模塊9、SVG三相輸出外環電壓控制器10、內環電流控制器ll、dq0/abc變換模塊12和脈衝寬度調製驅動電路13。
[0047]外環控制器10包括直軸、交軸和零軸指令電流值的形成。直軸電流值由直流電容器側直流電壓指令值算法計算得到。交軸電流值由瞬時無功功率理論計算得到。零軸電流值由平衡控制算法得到。內環電流控制器11包括指令值和實際值的交叉解耦算法和平衡控制算法。脈衝寬度調製驅動電路13採用正弦脈寬調製方法進行控制。
[0048]如圖2所示，二極體箝位型三電平電壓源換流器(VSC)電路14包括三相橋臂a、b、c三個交流串聯電抗器7，每相均包括上下兩個橋臂，上橋臂和下橋臂各有兩個串聯連接的功率開關器件。每個功率開關器件Sax、Sbx、Sc3(XSlddd)的兩端均反並聯有續流二極體Daj^DbxUx = 1、2、3、4)。每相橋臂包括兩個串聯連接的箝位二極體DAx、DBx、D&(x =1、2)。箝位二極體DAx、Dbx, Dcx(x = 1、2)連接在上橋臂兩個功率開關器件的中點和下橋臂兩個功率開關器件的中點之間。
[0049]直流側並聯電容器包括上下兩部分串聯連接的電容器，與二極體箝位型三電平電壓源換流器(VSC)電路14三相橋臂並聯連接，直流側電容器的串聯連接中點與二極體箝位型三電平電壓源換流器(VSC)電路14三相橋臂的箝位二極體的串聯連接中點O相連接，兩電容器的中點和箝位二極體的中點為等電位點。
[0050]三相電源1的中點N和三相負載2的中點N』、VSC主電路、每相橋臂箝位二極體的中點、直流側電容器中點相連接，為零序電流提供流通通路。
[0051]半導體開關器件Sax、Sbx、Scx(x 為 1、2、3、4)採用 IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor,絕緣柵雙極型電晶體)可關斷電力電子器件。
[0052]直流側串聯電容C115和電容C216採用薄膜電容器或者電解電容器，其中薄膜電容器具有更高的性能和更好的使用壽命。
[0053]使用本例的二極體箝位型三電平靜止無功發生器直流側電容中點電位平衡裝置的原理是:通過對直流側電容器進行定直流電壓控制、對負載無功電流進行提取和對直流側電容器上下部分電容電壓進行偏差控制等方式，用SVG輸出三相實際電流進行電流指令值的負反饋控制和內環PI解耦控制，來實現脈寬調製技術對二極體箝位橋所有開關管的開通關斷控制，進而對直流側電容器的中點電位進行實時調節，控制直流側上下部分電容器的電壓偏差在允許範圍的合理內，保證SVG輸出三相交流電壓的波形不至於發生波形畸變和電平退化。
[0054]圖1中，3為零序流通電流，4為系統提供電流，5為負載電流，6為SVG提供電流，17為交流側電壓uca，18為交流側電壓ucb，19為交流側電壓ucc，20為交流側電流ica，21為交流側電流icb，22為交流側電流icc，23為經abc/dqO變換後的icd，24為經abc/dqO變換後的icq，25為經abc/dqO變換後的ic0，26為外環控制器輸出的指令電流值id*，27為外環控制器輸出的指令電流值iq*，28為外環控制器輸出的指令電流值i0*，29為內環控制器輸出的電壓vd，30為內環控制器輸出的電壓vq，31為內環控制器輸出的電壓v0，32為經dqO/abc變換後的va,33為經dqO/abc變換後的vb,34為經dqO/abc變換後的vc,35為直流側電容電壓指令值，36為直流側電容電壓，37為負載三相電流，38為三相電壓，39為直流側上下電容電壓值之差，40為PI控制環節，41為負載無功電流計算環節，42為三相電壓經abc/dqO變換後的直軸電壓vd，43為內環電流解耦項ω Liq, 44為三相電壓經abc/dqO變換後的直軸電壓vq，45為內環電流解耦項《Lid，46為內環電流解耦反向環節，47為指令電流值id*與實際電流值icd之差,48為指令電流值iq*與實際電流值icq之差,49為指令電流值i0*與實際電流值icO之差。
[0055]本實施例的具體工作原理是:
[0056]根據直流側電容中點電位偏移量，對兩個直流電容器進行偏差控制和平衡控制，通過PWM調製技術進而對電容器的中點電位進行調節。如圖1所示為本發明二極體箝位型三電平靜止無功發生器直流側電容中點電位平衡裝置的總體結構圖。假設兩個直流側電容分別為Q和C2，電容器電壓分別為Va和VC2，兩個電容電壓通過測量裝置進行測量得到兩者之間的差值為AV。通過對5￥6交流側三相輸出電流進行測量，分別得到^、丨。)3和丨。。。經過三相電壓鎖相同步環節和abc/dqO變換環節分別得到直軸、交軸和零軸的電流分量id、iq和1，此三個電流值作為已知實測電流值。
[0057]外環控制器包括直軸電流指令值i/、交軸電流指令值和零軸電流指令值V的生成三部分。其中，直軸電流指令值i/的產生是由直流側電壓指令值udc*和直流側電容器電壓實測值ud。經過偏差控制得到；交軸電流指令值的產生是由三相電壓ua、ub、u。和三相負載電流i^、iLb>iLc經過負載無功電流計算得到；零軸電流指令值1*的產生是由直流側上下兩個電容電壓的差值進行偏差控制得到。
[0058]內環控制器主要是PI解耦計算環節，主要包括直軸電壓vd、交軸電壓V,和零軸電壓Vtl的計算三部分。直軸電壓Vd的計算是由直軸電流指令值i/和實際電流值id進行偏差控制後的量與UtnCoLiq進行電流交叉解耦計算得到；交軸電壓V,的計算是由負載無功電流計算指令值和實際電流值i,進行偏差控制後的量與U,、CoLid進行電流交叉解耦計算得到；零軸電壓％的計算主要是由零軸電流指令值V和實際零序電流極性偏差控制和反向平衡控制器的控制得到。
[0059]負載無功電流計算環節的電網電壓相位信號由鎖相環節(PLL)與正、餘弦發生電路得到。首先由電流互感器檢測出三相負載電流U、込和U，計算出三相電流各相的零序分量，再把所得到的零序電流從各相負載電流中剔除，這樣得到的三個新的電流便可基於瞬時無功功率理論等效為三相三線制的情況來計算並得到各相的負載無功電流，即將去除零序分量的三相負載電流進行坐標變換，求出其對應的有功分量和無功分量，有功分量經過低通濾波器得到其對應的直流分量，同時斷開無功分量通道，對有功分量的直流分量進行坐標反變換即可得到上述去除零序分量後負載電流值的基波正序分量。
[0060]從原始三相負載電流減掉基波正序分量，即可得到a、b、c三相負載電流中去除基波正序以外的基波負序、零序以及無功電流的指令電流。利用上述指令電流值對負載進行無功電流計算，得到無功電流的指令值iq*，然後iq*與實際無功電流iq經過外環控制環節和內環控制環節，產生PWM信號控制開關管，即實現脈衝寬度調製驅動電路對開關管開通和關斷的控制。因為SVG的原理就是基於瞬時無功功率理論的，所以所得指令電流除了可以檢測無功之外，也可以檢測部分諧波和負載引起的三相不平衡。
[0061]這樣,通過SVG測量環節、無功電流計算環節、內環電流控制環節、外環電壓控制環節、鎖相同步環節、平衡控制環節的和觸發脈衝生成環節等各環節的配合和參數選擇，通過脈寬調製技術對二極體箝位橋的各個開關管進行有序的開通關斷，從而平衡直流側電容器上下部分的電壓，使得靜止無功功率發生器SVG輸出波形更趨合理，對無功功率進行適當的補償。
[0062]本發明所提供的一種二極體箝位型三電平靜止無功發生器直流側電容中點電位平衡的裝置應用於二極體箝位型三電平拓撲靜止無功發生器(SVG)中，能夠較好地解決直流側電容中點電位不平衡的問題，使得輸出的補償電壓不會因為電容中點電位不平衡而產生波形畸變和電平退化等問題，為靜止無功發生器(SVG)向電網進行無功補償提供更好的技術保障。
[0063]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。
【權利要求】
1.一種37(}直流側電容中點電位平衡裝置，其特徵是，包括:三相電源、三相負載、交流電抗器、二極體箝位型三電平電壓源換流器…匕直流側電容器以及測量控制系統； 所述三相電源的一條支路串聯連接三相負載；三相電源的另一條支路依次串聯連接交流電抗器、二極體箝位型三電平電壓源換流器以及直流側並聯電容器；在三相電源與交流電抗器之間並聯連接測量控制系統； 所述二極體箝位型三電平電壓源換流器中每相橋臂均連接兩個串聯連接的箝位二極體，所述三相電源的中點、三相負載的中點、每相橋臂的兩個箝位二極體的中點以及直流側電容器的中點相連接，為零序電流提供流通通路。
2.如權利要求1所述的一種37(}直流側電容中點電位平衡裝置，其特徵是，所述三相電源為對稱三相電源，所述三相電源的每一相均串聯連接交流電抗器。
3.如權利要求1所述的一種37(}直流側電容中點電位平衡裝置，其特徵是，所述二極體箝位型三電平電壓源換流器包括1 60三相橋臂，所述1 13、0三相橋臂中，每一相橋臂均包括上橋臂和下橋臂，所述上橋臂和下橋臂分別包括兩個串聯連接的功率開關器件，所述每個功率開關器件的兩端均反向並聯有續流二極體； 所述1 三相橋臂的每相橋臂均連接兩個反相串聯的箝位二極體，所述箝位二極體連接在上橋臂兩個功率開關器件的中點和下橋臂兩個功率開關器件的中點之間。
4.如權利要求1所述的一種37(}直流側電容中點電位平衡裝置，其特徵是，所述直流側電容器包括兩個串聯連接的電容和電容02 ；所述直流側電容器與二極體箝位型三電平電壓源換流器的三相橋臂並聯連接，電容和電容02串聯連接的中點與二極體箝位型三電平電壓源換流器連接的兩個箝位二極體的中點相連接，所述電容和電容02的中點與兩個箝位二極體的中點為等電位點。
5.如權利要求1所述的一種37(}直流側電容中點電位平衡裝置，其特徵是，所述測量控制系統包括鎖相模塊、變換模塊、876三相輸出外環電壓控制器、內環電流控制器、^0/^0變換模塊和脈衝寬度調製驅動電路； 所述鎖相模塊和變換模塊的輸入端分別連接在每一相電源與交流電抗器之間，？11鎖相模塊的輸出端連接至如0「「變換模塊，變換模塊的輸出端連接在8^6三相輸出外環電壓控制器和內環電流控制器之間，所述鎖相模塊還與變換模塊連接； 所述37(}三相輸出外環電壓控制器、內環電流控制器、變換模塊和脈衝寬度調製驅動電路依次串聯連接，所述脈衝寬度調製驅動電路的輸出端連接至二極體箝位型三電平電壓源換流器
6.—種如權利要求1所述的37(}直流側電容中點電位平衡裝置的控制方法，其特徵是，包括: 通過對直流側電容器進行定直流電壓控制，並對直流側電容器上下部分電容電壓進行偏差控制，利用37(}輸出的三相實際電流進行電流指令值的負反饋控制和內環？I解耦控制，實現脈衝寬度調製驅動電路對二極體箝位型三電平電壓源換流器所有開關管開通和關斷的控制，進而對直流側電容器的中點電位進行實時調節，控制直流側上下部分電容器的電壓偏差在允許的範圍內，保證37(}輸出三相交流電壓的波形不發生波形畸變和電平退化。
7.如權利要求所述實現脈衝寬度調製驅動電路對二極體箝位型三電平電壓源換流器^3(:所有開關管開通和關斷的控制的具體方法為: (1)假設直流側電容01和電容02的電壓分別為V。和\2，且兩者之間的電壓差值為八V ；分別對交流側三相輸出電流進行測量，得到三相輸出電流值1。。、、和1。。；經過三相電壓鎖相同步模塊和變換模塊分別得到直軸、交軸和零軸的電流分量14、1。和10 ； (2)通過外環控制器生成直軸電流指令值1扣、交軸電流指令值1妒和零軸電流指令值10氺； (3)通過內環控制器計算直軸電壓7(1、交軸電壓VI和零軸電壓V。； (4)由電流互感器檢測出三相負載電流113、、和。，計算出三相電流各相的零序電流分量，將所得到的零序電流從各相負載電流中剔除，將去除零序分量的三相負載電流進行坐標變換，求出其對應的有功分量和無功分量；有功分量經過低通濾波器得到其對應的直流分量，同時斷開無功分量通道，對有功分量的直流分量進行坐標反變換得到去除零序分量後負載電流值的基波正序分量； (5)從原始三相負載電流減掉上述基波正序分量，得到1I 0三相負載電流中去除基波正序以外的基波負序、零序以及無功電流的指令電流；利用所述指令電流值對負載進行無功電流計算，得到無功電流的指令值1妒，然後1妒與實際無功電流1(1經過外環控制環節和內環控制環節，產生？麗信號控制開關管，即實現脈衝寬度調製驅動電路對開關管開通和關斷的控制。因為37(}的原理就是基於瞬時無功功率理論的，所以所得指令電流除了可以檢測無功之外，也可以檢測部分諧波和負載引起的三相不平衡。
8.如權利要求所述步驟(2)的具體方法為: 直軸電流指令值由直流側電壓指令值11:和直流側電容器電壓實測值叫。經過偏差控制得到； 交軸電流指令值的產生是由三相電壓113、％、11。和三相負載電流1&、1^? 110經過負載無功電流計算得到； 零軸電流指令值V的產生是由直流側上下兩個電容電壓的差值進行偏差控制得到。
9.如權利要求所述步驟(3)的具體方法為: 直軸電壓％由直軸電流指令值1/和實際電流值、進行偏差控制後的量與?0311,進行電流交叉解耦計算得到； 交軸電壓\由負載無功電流計算指令值和實際電流值、進行偏差控制後的量與IV 進行電流交叉解耦計算得到； 零軸電壓V。由零軸電流指令值1。#和實際零序電流極性偏差控制和反向平衡控制器的控制得到。
【文檔編號】H02J3/18GK104410083SQ201410767049
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】毛戈, 王磊, 孫立軍, 史朝暉, 孫永剛, 張洪霞 申請人:山東電力工程諮詢院有限公司