專利名稱：一種基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電能質(zhì)量控制領(lǐng)域，涉及一種基于無功補(bǔ)償電容的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子裝置在工業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛。不控整流器和相控整流器作為電源裝置的輸入級得到大量的使用，在方便的實(shí)現(xiàn)了交流直流變換的同時(shí)在電網(wǎng)側(cè)引起大量諧波和無功電流，進(jìn)而造成公共連接點(diǎn)電壓畸變，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。如果功率因數(shù)和諧波畸變等不能滿足電網(wǎng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)用戶將會被處以高額的罰款。
動態(tài)無功補(bǔ)償裝置，比如由固定電容器組FB和晶閘管相控電抗器TCR組成的靜態(tài)無功補(bǔ)償器SVC，還有基于直流-交流變換器的靜止同步補(bǔ)償器STATC0M等，已經(jīng)在電網(wǎng)中得到了大量的應(yīng)用。但是這些動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案對于工業(yè)用戶校正功率因數(shù)來講成本很高。對于諧波補(bǔ)償裝置，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠的無源濾波器PPF應(yīng)用非常廣泛，但是為滿足補(bǔ)償多次諧波的要求需要同時(shí)使用多個(gè)無源濾波器，占地面積龐大，且無源濾波器存在與電網(wǎng)發(fā)生諧振的潛在危險(xiǎn)?；谥绷?交流變換器的有源電力濾波器APF可以一次補(bǔ)償多次諧波，且有較好的動態(tài)性能，但價(jià)額昂貴，可靠性較差。鑒于傳統(tǒng)配電網(wǎng)無功和諧波治理方式的不足，基于矩陣式變換器和直接交-交變換器的新型無功和諧波治理裝置被提了出來。而矩陣式變換器因?yàn)槠渥陨砭哂写罅康碾p向功率開關(guān)器件和復(fù)雜的控制策略，其可靠性不高。而升壓型的直接交-交變換器由于其在額定電網(wǎng)電壓下無功補(bǔ)償存在理論上的下限，且工作時(shí)器件需要承受需數(shù)倍于電網(wǎng)電壓峰值的電壓，在一些有特定要求的場合，也不是無功和諧波治理裝置的合適結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種能較好的治理配電網(wǎng)中的諧波且能同時(shí)連續(xù)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括以并聯(lián)方式連接在單相電網(wǎng)與單相非線性負(fù)載之間的變換模塊，所述變換模塊包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第一電容、第一電感以及連接在單相電網(wǎng)火線與零線之間的串聯(lián)連接的第二電感和第二電容；所述第一開關(guān)管的一端連接至所述第二電感和所述第二電容的串聯(lián)連接端，所述第一開關(guān)管的另一端與所述第二開關(guān)管的一端連接；所述第二開關(guān)管的另一端與所述第四開關(guān)管的另一端連接；所述第四開關(guān)管的一端與所述第三開關(guān)管的另一端連接；所述第三開關(guān)管的一端連接至所述第二電容與單相電網(wǎng)相連的連接端；所述第一電容的一端連接至所述第四開關(guān)管與所述第三開關(guān)管的連接端，所述第一電容的另一端通過所述第一電感連接至所述第一開關(guān)管與所述第二開關(guān)管的連接端；所述第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管的控制端均接收外部的驅(qū)動信號，根據(jù)外部的驅(qū)動信號控制一端與另一端之間的導(dǎo)通；所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管導(dǎo)通的同時(shí)所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管截止，所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管截止的同時(shí)所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管導(dǎo)通。更進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)管與所述第二開關(guān)管組合成為半橋式封裝的開關(guān)管模塊，所述第三開關(guān)管與所述第四開關(guān)管組合成為半橋式封裝的開關(guān)管模塊。更進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管、所述第三開關(guān)管和所述第四開關(guān)管為IGBT管或MOS管；IGBT管的柵極作為所述開關(guān)管的控制端，IGBT管的集電極作為所述開關(guān)管一端，IGBT管的發(fā)射極作為所述開關(guān)管的另一端。本發(fā)明的目的還提供一種實(shí)現(xiàn)上述的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的控制方法，包括下述步驟Sll :獲取單相電網(wǎng)電壓的相位Θ ；S12 :將單相電網(wǎng)電源側(cè)的電流is中不同頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為直流信號idn和iqn η表示諧波次數(shù)，n = 2k+l, k為非負(fù)整數(shù)；S13 :在dq坐標(biāo)系中對直流信號Idn和iqn進(jìn)行PID控制；S14 :將經(jīng)過PID控制后得到的信號Cldn和(Iqn轉(zhuǎn)換為η次參考調(diào)制信號d:;S15 :將各次參考調(diào)制信號疊加獲得總的參考調(diào)制信號(T ；S16 :將總的參考調(diào)制信號(T與高頻鋸齒載波比較產(chǎn)生PWM信號并控制開關(guān)管的開斷從而控制諧波電流和無功電流。更進(jìn)一步地，步驟S12具體為將單相電網(wǎng)電源側(cè)的電流is變換為靜止坐標(biāo)系α β中的電流i α e，通過第一級dq變換和低通濾波變換將電流信號i α 0中不同頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為dq坐標(biāo)系中的直流信號Idn和iqn，所述直流信號Idn和iqn對應(yīng)的dq變換采用的參考相位為η Θ。更進(jìn)一步地，在步驟S14中，通過第二級dq反變換將經(jīng)過PID控制后的信號(Idn和dqn轉(zhuǎn)換為η次參考調(diào)制信號dn% dq反變換采用的參考相位為(η_1) Θ，參考調(diào)制信號取自dq反變換后a相的信號。 本發(fā)明的目的還提供一種基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括連接在三相電網(wǎng)與三相非線性負(fù)載之間的變換電路，所述變換電路包括三個(gè)分別與所述三相電網(wǎng)的火線連接的變換模塊；所述變換模塊包括第一電感、第一電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第二電感和第二電容；所述第二電感的一端與三相電網(wǎng)連接，所述第二電感的另一端通過所述第二電容連接至所述基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的中性點(diǎn)；所述第一開關(guān)管的一端連接至所述第二電感的另一端；所述第二開關(guān)管的一端連接至所述第一開關(guān)管的另一端；所述第四開關(guān)管的一端連接至所述第三開關(guān)管的另一端；所述第四開關(guān)管的另一端連接至所述第二開關(guān)管的另一端；所述第一電容的一端連接至所述第四開關(guān)管與所述第三開關(guān)管的連接端，所述第一電容的另一端通過所述第一電感連接至所述第一開關(guān)管與第二開關(guān)管的連接端；所述第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管的控制端均接收外部的驅(qū)動信號，根據(jù)外部的驅(qū)動信號控制所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管導(dǎo)通的同時(shí)所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管截止，所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管截止的同時(shí)所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管導(dǎo)通；每個(gè)變換模塊中的第三開關(guān)管的一端連接在一起構(gòu)成所述基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的所述中性點(diǎn)。
本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)上述的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的控制方法，包括下述步驟S21 :獲取三相電網(wǎng)電壓的相位Θ ；S22:將三相電網(wǎng)電源側(cè)的電流信號中所含不同相序和頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為直流信號idn±和iqn±，其中“土 ”表示相序的正負(fù)，η表示諧波次數(shù)，n = 6k±l，k為整數(shù)，直流信號idn±和iqn±對應(yīng)的dq變換采用的參考相位為±η Θ ；S23 :對直流信號和iqn±進(jìn)行PID控制；S24 :將經(jīng)過PID控制后得到的信號cU±和(^±轉(zhuǎn)換為η次參考調(diào)制信號dxn±，其中X表示a, b, c三相中的一相；S25 :將每相各次參考調(diào)制信號疊加獲得總的參考調(diào)制信號dx%其中η次負(fù)序電流 對應(yīng)的三相參考調(diào)制信號dxn_分別取自dq反變換后abc三相的結(jié)果，而η次正序電流對應(yīng)的三相參考調(diào)制信號dxn+均取自dq反變換后a相的結(jié)果；S26 :將每相總的參考調(diào)制信號d/與高頻鋸齒載波比較產(chǎn)生PWM信號并控制對應(yīng)相的開關(guān)管的開斷從而控制諧波電流和無功電流。更進(jìn)一步地，在步驟S22中，通過第一級的dq變換和低通濾波變換將三相電網(wǎng)電源側(cè)的電流信號isab。中所含不同相序和頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為直流信號idn±和iqn±。更進(jìn)一步地，步驟S24具體為通過第二級dq反變換將經(jīng)過PID控制后的信號ddn±和dqn±轉(zhuǎn)換為η次參考調(diào)制信號dxn土，dq反變換采用的參考相位為(η_1) Θ。
本發(fā)明提供的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置通過占空比偶次諧波調(diào)制對開關(guān)管實(shí)施脈寬調(diào)制，可同時(shí)對電網(wǎng)電源側(cè)的無功電流及諧波電流進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償；能較好的治理配電網(wǎng)中的諧波。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的與單相電網(wǎng)連接的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的與單相電網(wǎng)連接的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的控制方法示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的與三相電網(wǎng)連接的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的與三相電網(wǎng)連接的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的控制方法示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的對與單相電網(wǎng)連接的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行無功和諧波補(bǔ)償時(shí)PCC處的電壓電流波形示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的對與三相電網(wǎng)連接的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行無功和諧波補(bǔ)償時(shí)PCC處的a相電壓電流波形示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的與單相電網(wǎng)連接的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的電路結(jié)構(gòu)；為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置包括以并聯(lián)方式連接在單相電網(wǎng)與單相非線性負(fù)載2之間的變換模塊1，變換模塊I包括第一開關(guān)管Tl、第二開關(guān)管T2、第三開關(guān)管T3、第四開關(guān)管T4、第一電容C、第一電感Lfi以及依次串聯(lián)連接在單相電網(wǎng)火線與零線之間的第二電感Lf2和第二電容Cf ;第一開關(guān)管Tl的一端連接至第二電感Lf2和第二電容Cf的串聯(lián)連接端，第一開關(guān)管Tl的另一端與第二開關(guān)管T2的一端連接；第二開關(guān)管T2的另一端與第四開關(guān)管T4的另一端連接；第四開關(guān)管T4的一端與第三開關(guān)管T3的另一端連接；第三開關(guān)管T3的一端連接至單相電網(wǎng)零線；第一電容C的一端連接至第四開關(guān)管T4與第三開關(guān)管T3的連接端，第一電容C的另一端通過第一電感Lfi連接至第一開關(guān)管Tl與第二開關(guān)管T2的連接端；第一開關(guān)管Tl、第二開關(guān)管T2、第三開關(guān)管T3和第四開關(guān)管T4 的控制端均接收外部的驅(qū)動信號，根據(jù)外部的驅(qū)動信號控制一端與另一端之間的導(dǎo)通；第一開關(guān)管Tl和第三開關(guān)管T3導(dǎo)通的同時(shí)第二開關(guān)管T2和第四開關(guān)管T4截止，第一開關(guān)管Tl和第三開關(guān)管T3截止的同時(shí)第二開關(guān)管T2和第四開關(guān)管T4導(dǎo)通。作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，第二電感Lf2可以與單相電網(wǎng)零線連接，此時(shí)第二電容(；和第三開關(guān)管T3的一端分別與單相電網(wǎng)火線連接。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一開關(guān)管Tl與第二開關(guān)管T2可以組合成為半橋式封裝的開關(guān)管模塊，第三開關(guān)管T3與第四開關(guān)管T4可以組合成為半橋式封裝的開關(guān)管模塊。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一開關(guān)管Tl、第二開關(guān)管T2、第三開關(guān)管T3和第四開關(guān)管T4可以為帶有反并聯(lián)二極管的IGBT管或MOS管；當(dāng)上述開關(guān)管均采用IGBT管時(shí)，第一 IGBT管Tl的發(fā)射極與第二 IGBT管T2的集電極相連，第二 IGBT管T2的發(fā)射極與第四IGBT管T4的發(fā)射極相連，第四IGBT管T4的集電極與第三IGBT管T3的發(fā)射極相連，輸出電感Lfi的一端與第一 IGBT管Tl的發(fā)射極相連，輸出電感Lfi的另一端與無功補(bǔ)償電容C相連，無功補(bǔ)償電容C的另一端與第三IGBT管T3的發(fā)射極相連，LC濾波器中電感Lf2的一端與單相電網(wǎng)火線相連，LC濾波器中電感Lf2的另一端與LC濾波器中的電容Cf和第一 IGBT管Tl的集電極相連，LC濾波器中的電容Cf的另一端與第三IGBT管T3的集電極和單相電網(wǎng)零線相連，所有IGBT管的柵極均接收外部設(shè)備提供的驅(qū)動信號，其中第一 IGBT管Tl的柵極和第三IGBT管T3的柵極接收的驅(qū)動信號與所述的第二 IGBT管T2的柵極和第四IGBT管T4的柵極接收的驅(qū)動信號互補(bǔ)。本發(fā)明實(shí)施例提供的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置采用直接交-交變換方式，通過占空比偶次諧波調(diào)制對交流開關(guān)實(shí)施脈寬調(diào)制，可對電網(wǎng)電源側(cè)的無功電流及諧波電流進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償；不但能較好的治理配電網(wǎng)中的諧波，還能同時(shí)連續(xù)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功；另外通過使用無功補(bǔ)償電容，并采用帶反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)管組合封裝，可以在傳統(tǒng)的無功治理設(shè)備固定電容器組的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改造，從而使得裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，裝置的裝設(shè)和維護(hù)成本降低，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。如圖2所示，實(shí)現(xiàn)上述的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的控制方法包括下述步驟Sll :檢測PCC電壓vPCC，通過鎖相環(huán)節(jié)PLL獲取電網(wǎng)電壓的相位Θ ；
S12 :檢測單相電網(wǎng)電源側(cè)電流is，將is變換為靜止坐標(biāo)系α β中的電流ia0(比如直接將is作為i a，將is延時(shí)1/4基波周期獲得i e，如下式(I)所示)，然后通過第一級的dq變換和二階巴特沃斯低通濾波器將電流信號iae中所含不同頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為dq坐標(biāo)系中的直流信號idn和iqn，所述直流信號Idn和iqn對應(yīng)的dq變換采用的參考相位為ηθ，采用的dq變換公式如式(2)所示，i’dn和為Wtin為dq變換后二階巴特沃斯低通濾波器之前的信號；
權(quán)利要求
1.一種基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括以并聯(lián)方式連接在單相電網(wǎng)與單相非線性負(fù)載之間的變換模塊，其特征在于，所述變換模塊包括 第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第一電容、第一電感以及連接在單相電網(wǎng)火線與零線之間且串聯(lián)連接的第二電感和第二電容； 所述第一開關(guān)管的一 端連接至所述第二電感和所述第二電容的連接端，所述第一開關(guān)管的另一端與所述第二開關(guān)管的一端連接；所述第二開關(guān)管的另一端與所述第四開關(guān)管的另一端連接；所述第四開關(guān)管的一端與所述第三開關(guān)管的另一端連接；所述第三開關(guān)管的一端連接至所述第二電容與單相電網(wǎng)相連的連接端； 所述第一電容的一端連接至所述第四開關(guān)管與所述第三開關(guān)管的連接端，所述第一電容的另一端通過所述第一電感連接至所述第一開關(guān)管與所述第二開關(guān)管的連接端； 所述第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管的控制端均接收外部的驅(qū)動信號，根據(jù)外部的驅(qū)動信號控制一端與另一端之間的導(dǎo)通；所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管導(dǎo)通的同時(shí)所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管截止，所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管截止的同時(shí)所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求I所述的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)管與所述第二開關(guān)管組合成為半橋式封裝的開關(guān)管模塊，所述第三開關(guān)管與所述第四開關(guān)管組合成為半橋式封裝的開關(guān)管模塊。
3.如權(quán)利要求I所述的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管、所述第三開關(guān)管和所述第四開關(guān)管為IGBT管或MOS管；IGBT管的柵極作為所述開關(guān)管的控制端，IGBT管的集電極作為所述開關(guān)管一端，IGBT管的發(fā)射極作為所述開關(guān)管的另一端。
4.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的控制方法，其特征在于，包括下述步驟 511:獲取單相電網(wǎng)電壓的相位Θ ； 512:將單相電網(wǎng)電源側(cè)的電流is中不同頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為直流信號idn和iqn，η表示諧波次數(shù)，n = 2k+l，k為非負(fù)整數(shù)； 513:在dq坐標(biāo)系中對直流信號idn和iqn進(jìn)行PID控制； 514:將經(jīng)過PID控制后得到的信號ddn和Clqn轉(zhuǎn)換為η次參考調(diào)制信號d:； 515:將各次參考調(diào)制信號疊加獲得總的參考調(diào)制信號(T ； 516:將總的參考調(diào)制信號cT與高頻鋸齒載波比較產(chǎn)生PWM信號并控制開關(guān)管的開斷從而控制諧波電流和無功電流。
5.如權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，步驟S12具體為將單相電網(wǎng)電源側(cè)的電流is變換為靜止坐標(biāo)系α β中的電流i α 0，通過第一級dq變換和低通濾波變換將電流信號ia e中不同頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為dq坐標(biāo)系中的直流信號Idn和iqn，所述直流信號idn和iqn對應(yīng)的dq變換采用的參考相位為η Θ。
6.如權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，在步驟S14中，通過第二級dq反變換將經(jīng)過PID控制后的信號Cldn和Clqn轉(zhuǎn)換為η次參考調(diào)制信號dn% dq反變換采用的參考相位為(η-1) Θ ,參考調(diào)制信號取自dq反變換后a相的信號。
7.一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括連接在三相電網(wǎng)與三相非線性負(fù)載之間的變換電路，其特征在于，所述變換電路包括三個(gè)分別與所述三相電網(wǎng)的火線連接的變換模塊；所述變換模塊包括 第一電感、第一電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第二電感和第二電容； 所述第二電感 的一端與三相電網(wǎng)連接，所述第二電感的另一端通過所述第二電容連接至所述電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的中性點(diǎn)； 所述第一開關(guān)管的一端連接至所述第二電感的另一端；所述第二開關(guān)管的一端連接至所述第一開關(guān)管的另一端；所述第四開關(guān)管的一端連接至所述第三開關(guān)管的另一端；所述第四開關(guān)管的另一端連接至所述第二開關(guān)管的另一端；所述第一電容的一端連接至所述第四開關(guān)管與所述第三開關(guān)管的連接端，所述第一電容的另一端通過所述第一電感連接至所述第一開關(guān)管與第二開關(guān)管的連接端； 所述第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管的控制端均接收外部的驅(qū)動信號，根據(jù)外部的驅(qū)動信號控制所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管導(dǎo)通的同時(shí)所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管截止，所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管截止的同時(shí)所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管導(dǎo)通； 每個(gè)變換模塊中的第三開關(guān)管的一端連接在一起構(gòu)成所述電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的所述中性點(diǎn)。
8.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求7所述的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的控制方法，其特征在于，包括下述步驟 521:獲取三相電網(wǎng)電壓的相位Θ ； 522:將三相電網(wǎng)電源側(cè)的電流信號中所含不同相序和頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為直流信號idn±和iqn±，其中“土 ”表示相序的正負(fù)，η表示諧波次數(shù)，n = 6k±l，k為整數(shù)，直流信號idn±和iqn±對應(yīng)的dq變換米用的參考相位為±η Θ ； 523:對直流信號idn±和iqn±進(jìn)行PID控制； 524:將經(jīng)過PID控制后得到的信號Cldni和dqn±轉(zhuǎn)換為η次參考調(diào)制信號dxn±，其中x表不a, b, c三相中的一相； 525:將每相各次參考調(diào)制信號疊加獲得總的參考調(diào)制信號dx%其中η次負(fù)序電流對應(yīng)的三相參考調(diào)制信號dxn_分別取自dq反變換后abc三相的結(jié)果，而η次正序電流對應(yīng)的三相參考調(diào)制信號dxn+均取自dq反變換后a相的結(jié)果； 526:將每相總的參考調(diào)制信號d/與高頻鋸齒載波比較產(chǎn)生PWM信號并控制對應(yīng)相的開關(guān)管的開斷從而控制諧波電流和無功電流。
9.如權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，在步驟S22中，通過第一級的dq變換和低通濾波變換將三相電網(wǎng)電源側(cè)的電流信號isab。中所含不同相序和頻率的諧波信號轉(zhuǎn)化為直流信號idn±和iqn±。
10.如權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，步驟S24具體為通過第二級dq反變換將經(jīng)過PID控制后的信號(Idni和dqn±轉(zhuǎn)換為η次參考調(diào)制信號dxn±, dq反變換采用的參考相位為(η-1) Θ。
全文摘要
本發(fā)明涉及電能質(zhì)量控制領(lǐng)域，公開了一種基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置及其控制方法；基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置包括以并聯(lián)方式連接在單相電網(wǎng)與非線性負(fù)載之間的變換模塊，變換模塊包括LC濾波器、降壓型直接交-交變換電路和無功補(bǔ)償電容。本發(fā)明提供的基于無功補(bǔ)償電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置通過占空比偶次諧波調(diào)制對開關(guān)管實(shí)施脈寬調(diào)制，可同時(shí)對電網(wǎng)電源側(cè)的無功電流及諧波電流進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償；能較好的治理配電網(wǎng)中的諧波。
文檔編號H02J3/18GK102723716SQ20121017124
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者余強(qiáng)勝, 劉聰, 康勇, 張文祥, 戴珂, 段科威, 王欣 申請人:華中科技大學(xué)