[發明專利]一種無功補償和諧波治理系統及應用此系統實現無功補償和諧波治理的控制方法

有效

• 申請號: 201010121361.3
• 申請日: 2010-03-11
• 公開（公告）號: CN101741093A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 徐殿國;郭偉峰;武健;王立國;高強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.應用無功補償和諧波治理系統實現無功補償和諧波治理的控制方法，所述無功補償 和諧波治理系統由無源無功補償部分(1)、控制部分(2)和有源無功補償及諧波治理部分 (3)組成，無源無功補償部分(1)與有源無功補償及諧波治理部分(3)并聯接入電網， 所述的無源無功補償部分(1)由M組晶閘管投切電容器(TSC)并聯組成，兩個反向并 聯的晶閘管(D)構成的晶閘管閥組和補償電容器C串聯成一支路，三組所述的支路采用 三角形連接方式進行連接構成一組晶閘管投切電容器(TSC)，連接點分別接入到電網的三 相中，其中，M為大于1的整數，所述的有源無功補償及諧波治理部分(3)由一個靜止無 功發生器(SVG)和三個電感(L)組成，靜止無功發生器(SVG)由電壓源型三相全橋逆 變器組成，電壓源型三相全橋逆變器的三相輸出端分別連接一個電感(L)的一端，三個電 感(L)的另一端分別連接到電網的三相中，所述的控制部分(2)由控制器(2-1)、TSC 驅動電路(2-2)、SVG驅動電路(2-3)、第一光耦隔離電路(2-4)和第二光耦隔離電路(2-5) 組成，控制器(2-1)通過第一光耦隔離電路(2-4)連接TSC驅動電路(2-2)以實現對TSC 驅動電路(2-2)的控制，TSC驅動電路(2-2)的M個控制信號輸出端分別與M組晶閘管 投切電容器(TSC)的門極觸發端相連，控制器(2-1)通過第二光耦隔離電路(2-5)連接 SVG驅動電路(2-3)以實現對SVG驅動電路(2-3)的控制，SVG驅動電路(2-3)的6個控 制信號輸出端分別與靜止無功發生器(SVG)的6個門極觸發端相連；

無功補償和諧波治理的過程為：

步驟一、檢測電網a相電流的瞬時值i_sa及電網c相電流的瞬時值i_sc，檢測負載a相電 流的瞬時值i_La及負載c相電流的瞬時值i_Lc，檢測靜止無功發生器(SVG)輸出的a相電流 的瞬時值i_Fa及靜止無功發生器(SVG)輸出的c相電流的瞬時值i_Fc，檢測靜止無功發生器 (SVG)直流母線電壓的瞬時值u_dc；

步驟二、控制器(2-1)根據采樣得到的負載a相電流的瞬時值i_La及負載c相電流的瞬 時值i_Lc，利用晶閘管投切電容器(TSC)投切規則計算出晶閘管投切電容器(TSC)的投 切組合方式W，TSC驅動電路(2-2)發出TSC投切信號S₁～S_M以完成上述投切組合方式；

步驟三、控制器(2-1)根據采樣得到的電網a相電流的瞬時值i_sa及電網c相電流的瞬 時值i_sc，利用瞬時無功功率理論計算出靜止無功發生器(SVG)補償電流的指令值i^*_Fa；

步驟四、控制器(2-1)根據采樣得到的靜止無功發生器(SVG)輸出的a相電流的 瞬時值i_Fa、靜止無功發生器(SVG)輸出的c相電流的瞬時值i_Fc、靜止無功發生器(SVG) 直流母線電壓的瞬時值u_dc及在步驟三中得到的靜止無功發生器(SVG)補償電流指令值 i^*_Fa，采用直接電流控制方法生成PWM信號，SVG驅動電路(2-3)發出SVG投切信號P₁～P₆；

其特征在于在步驟三中，控制器(2-1)根據采樣得到的電網a相電流的瞬時值i_sa及電 網c相電流的瞬時值i_sc，基于瞬時無功功率理論計算出電網電流中的無功電流與諧波電流 分量之和i_saq，采用i^*_Fa＝ki_saq控制策略，確定靜止無功發生器(SVG)補償電流指令值i^*_Fa， 其中，k由希望達到的SVG補償率B計算得到，k＝B/(1-B)。