1.一種并聯(lián)SVG(H橋級聯(lián))高次諧波環(huán)流程度評估方法,其特征在于:
步驟一、模型搭建:
①電網(wǎng)電壓可等效成理想正弦交流電壓源,其最大值為相角 頻率為,兩臺并聯(lián)SVG完全相同,定義在單極倍頻載波調(diào)制下載波頻率均為,并工作在理想穩(wěn)定狀態(tài)條件下;
②鑒于理想SVG裝置的三相對稱性,僅需拿出兩個并聯(lián)SVG中每個SVG的任意同相閥組結(jié)構(gòu)做機理分析即可;
步驟二、對兩個2級聯(lián)的并聯(lián)SVG在調(diào)制比的情況下做環(huán)流率的分析,其中是調(diào)制波幅值最大值,是載波幅值最大值;
步驟三、為簡化計算, 第一類環(huán)流波形與第二類環(huán)流波形單位正弦波的分界角按等比例原則劃分;
步驟四、在調(diào)制比得到實際的環(huán)流率方程;
步驟五、對每一個修正系數(shù)離散值的集合都利用最小二乘法分頻率段進行擬合;
步驟六、實際情況當(dāng)中,進一步推出環(huán)流通式;
步驟七、對實際環(huán)流程度的判據(jù)條件為
(15)
其中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)SVG(H橋級聯(lián))高次諧波環(huán)流程度評估方法,其特征在于:步驟一、模型搭建:設(shè)定每個SVG每相串聯(lián)閥組數(shù)且每個閥組直流側(cè)電容在理想穩(wěn)定運行狀態(tài)下電壓幅值均為SVG有功控制環(huán)節(jié)中的給定的參考電壓;并規(guī)定的閥組11至18代表1號SVG的IGBT,11'至18'分別代表對應(yīng)IGBT的反并聯(lián)二極管,閥組21至28代表2號SVG的IGBT,21'至28'分別代表對應(yīng)IGBT的反并聯(lián)二極管,1號SVG和2號SVG分別經(jīng)串聯(lián)輸出電感L1和L2,將兩個SVG并聯(lián)后與電網(wǎng)側(cè)交流電源和其電感串聯(lián)形成回路,1號SVG與前面的電容用E11表示,后面電容符號E12,2號SVG前面的電容符號E21,后面的電容E22;然后只將2號SVG所有閥組的三角載波相位向后移動角,或仿真滯后時間少于秒,并令值,電網(wǎng)側(cè)變壓器和線路總電抗的值為;
令1號SVG的所有基波正弦電壓都以環(huán)流的形式發(fā)給電網(wǎng)和2號SVG,即n級聯(lián)的1號SVG可等效成暫態(tài)幅值為的交流電壓源和電感相串聯(lián)后與2號SVG的電感并聯(lián)再與電網(wǎng)側(cè)電感并聯(lián)的等效數(shù)學(xué)模型;
按這個數(shù)學(xué)模型算出只流向2號SVG的最大環(huán)流電流幅值,即表示為:
(1)
再定義環(huán)流率:由1號SVG載波相移偏差導(dǎo)致對2號SVG產(chǎn)生的環(huán)流與上述最大環(huán)流電流的比值,取值范圍;
再將原數(shù)學(xué)模型中的交流電壓源改為,則得高頻環(huán)流的幅值為:
(2);
步驟二、環(huán)流率的分析:將穩(wěn)定狀態(tài)下SVG輸出的正弦波看成是標(biāo)準(zhǔn)單位正弦波,設(shè)SPWM波的脈沖寬度是一個時間量,每對應(yīng)一個脈沖寬度那么根據(jù)SPWM波形的正弦規(guī)律對稱性的特點,隨第1個正弦周期幅值隨時間的上升,脈沖寬度逐漸增加,第2個正弦周期幅值隨時間的下降,脈沖寬度逐漸減小且波形相對于前正半周期關(guān)于對應(yīng)單位正弦波位置對稱,負(fù)半周與正半周除符號外相同,分析前周期的環(huán)流波形;
隨著周期SPWM波脈沖寬度隨正弦規(guī)律的逐漸增大,環(huán)流波形按宏觀角度分成三類:當(dāng)脈沖寬度在范圍時,取其范圍內(nèi)的任意一段時間波形,1號SVG輸出SPWM波減去2號SVG輸出滯后角的SPWM波后,再取其大于0的波形即是環(huán)流正周期波形,并將其稱為第一類環(huán)流波形;當(dāng)脈沖寬度增大到在范圍時,取其范圍內(nèi)的任意一段時間波形,1號SVG輸出SPWM波減去2號SVG輸出滯后角的SPWM波后,再取其大于0的波形即是環(huán)流正周期波形,并將其稱為第二類環(huán)流波形;同理,當(dāng)脈沖寬度增大到在范圍時環(huán)流正周期波形,將其稱為第三類環(huán)流波形;
分析各階段波形得:當(dāng)脈沖寬度在范圍時,電流都漏出去變成了環(huán)流,即;當(dāng)脈沖寬度增大到在范圍時,與變化無關(guān),其寬度恒等于第一類環(huán)流波形末端的寬度,即是一個僅與角有關(guān)的恒定電流;當(dāng)脈沖寬度增大到在范圍時, 該曲線的表達式是最終在單位正弦波處即;
步驟三、當(dāng)時,等比例原則就是保持這個比例恒等于任意,其中在限定的取值范圍內(nèi)可取任意值,經(jīng)計算得到任意的分界角:
(3)
由得第二類與第三類環(huán)流波形的分界點,這個角度的取值區(qū)間是,則得出第1個正半周期最小單元環(huán)流公式:
(4)
第2個正半周期,將第1個正半周期環(huán)流率公式積分后與周期正弦波積分值的作比值,即得:
(5)
步驟四、用環(huán)流率方程(5)需除以修正系數(shù),用調(diào)制比的單位正弦波在固定頻率下近似等分成十個載波移相角,即分別為、…、,再將這十個值代入公式(3),得出的再分別換成角度為3、6、9…27、30度,作為以下表格的橫坐標(biāo);用示波器測出SVG1與SVG2的所有輸出電流之差,即;
步驟五、挑選計算量較小且誤差平方和SSE不超過0.015的擬合算法,按此約束條件下分別得到不同頻段下的修正系數(shù)函數(shù),令其中:
當(dāng)載波頻率范圍為(100~300Hz)時,
(6)
當(dāng)載波頻率范圍為(300~600Hz)時,
(7)
當(dāng)載波頻率范圍為(600~900Hz)時,
(8)
當(dāng)載波頻率范圍為(900~1300Hz)時,
(9)
當(dāng)載波頻率范圍為(1300~2000Hz)時,
(10);
步驟六、設(shè)并網(wǎng)SVG為m個,所有SVG對這一支路SVG的環(huán)流電流響應(yīng)極大值為:
(11)
平均化后的如下列公式所示:
(12)
設(shè)任一條支路的環(huán)流電流為, k分別取1、2…、m整數(shù)并分別代表1、2…、m 號SVG,設(shè)為第k個SVG與其它第個SVG 的載波相角差,那么則為:
(13)
推出每一條支路的環(huán)流總電流,得到最終擴展通式為:
(14);
步驟七、式(15)中
p為嚴(yán)重等級數(shù),分成以下三類嚴(yán)重程度:
當(dāng)p=1時,為輕微高次環(huán)流程度,影響很小,基本不用濾除這種高次諧波;
當(dāng)p=2時,為中度高次環(huán)流程度,可以用相應(yīng)的控制模塊來消除這種高次諧波環(huán)流;
當(dāng)p=3時,為嚴(yán)重高次環(huán)流程度,不僅需要相應(yīng)的控制模塊來抑制這種高次諧波環(huán)流,還需要加APF濾波器濾除它;
當(dāng)p=4時,為極嚴(yán)重高次環(huán)流程度,只能用濾波器進行抑制,需要調(diào)節(jié)載波相位角,甚至需要更換SVG設(shè)備。