[發(fā)明專利]一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級聯(lián)STATCOM

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310557375.3
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103580026A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寶安;陳豪;汪良坤;白晨陽
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償和諧波治理領(lǐng)域，尤其涉及一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級聯(lián)STATCOM（靜止同步補(bǔ)償器)。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)載主要包括變頻器、中頻爐和電渣爐等。隨著這類非線性負(fù)載的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量日益惡化，主要體現(xiàn)在電力系統(tǒng)中三相電流不平衡且含有無功和諧波電流。在高壓場合，通常以H橋級聯(lián)的星形STATCOM對負(fù)載無功和諧波進(jìn)行補(bǔ)償，但星形拓?fù)涞腟TATCOM對不平衡的補(bǔ)償能力有限，通常還要其他設(shè)備（SVC）來補(bǔ)償三相電流不平衡。近年來，H橋級聯(lián)的三角形STATCOM成為研究熱點(diǎn)，其不但可以補(bǔ)償負(fù)載無功和諧波，還可以補(bǔ)償負(fù)載電流的三相不平衡，使得功能更加集成化。

利用三角形STATCOM進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，存在將線電流指令轉(zhuǎn)化為相電流指令的問題，即相電流指令的計(jì)算。對于負(fù)載中的無功和不平衡，可采用斯坦梅茲理論計(jì)算相電流指令。對于負(fù)載中的諧波，同一個(gè)工況下的線電流指令，存在無數(shù)種相電流指令的解。因此，有必要研究一種諧波線電流指令轉(zhuǎn)化為諧波相電流指令的方法，且該方法應(yīng)該滿足最大程度地減小設(shè)備容量，同時(shí)使三角形STATCOM各個(gè)相流過的諧波電流有效值盡可能相近的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了求得同一工況下，諧波線電流指令轉(zhuǎn)化為諧波相電流指令的最優(yōu)解，本發(fā)明提供了一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級聯(lián)STATCOM，該諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器通過對負(fù)載電流采樣，并利用DSP完成優(yōu)化算法，所求的解可以滿足最大程度地減小設(shè)備容量，同時(shí)使三角形STATCOM各個(gè)相流過的諧波電流有效值盡可能相近的要求。

本發(fā)明提供了一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級聯(lián)STATCOM，其諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器將負(fù)載電流進(jìn)行傅里葉分解，得到各次諧波線電流的幅值和相位；其諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的DSP實(shí)時(shí)計(jì)算模塊的算法為：在平面直角坐標(biāo)系中，分別作出各次諧波的線電流向量，使三相向量首尾相接，根據(jù)諧波線電流三相向量首尾相接后的形狀，求出滿足三角形STATCOM裝機(jī)容量最小且其各相諧波電流有效值盡可能相近要求的諧波相電流指令；最后將各次諧波相電流指令相加，得到最優(yōu)的三角形STATCOM諧波相電流指令。

在一些實(shí)施方式中，諧波線電流三相向量首尾相接后的形狀為銳角三角形時(shí)，以此三角形的外接圓圓心為起始點(diǎn)，以此三角形三個(gè)頂點(diǎn)為終點(diǎn)，得到的三個(gè)向量分別為滿足最優(yōu)要求的三角形STATCOM的三個(gè)諧波相電流指令。

在一些實(shí)施方式中，諧波線電流三相向量首尾相接后的形狀為直角三角形或鈍角三角形時(shí)，以諧波線電流三個(gè)向量的模值最大者的中點(diǎn)為起始點(diǎn)，以此三角形三個(gè)頂點(diǎn)為終點(diǎn)，得到的三個(gè)向量分別為滿足最優(yōu)要求的三角形STATCOM的三個(gè)諧波相電流指令。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)某次諧波線電流向量首尾相接為銳角或直角三角形時(shí)，雖然三相線電流大小可能不同，但是所求得的三角形STATCOM的三個(gè)相電流大小相等，且也在此時(shí)，三角形STATCOM的三個(gè)相電流的最大值取得最小；當(dāng)某次諧波線電流向量首尾相接為鈍角三角形時(shí)，所求得的三角形STATCOM的三個(gè)相電流大小雖然不相等，但三角形STATCOM的三個(gè)相電流的最大值取得最小；綜上，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)三角形STATCOM補(bǔ)償負(fù)載諧波的指令算法，且該算法可以最大程度地節(jié)省設(shè)備的裝機(jī)容量。

附圖說明

圖1為三角形級聯(lián)STATCOM補(bǔ)償負(fù)載的結(jié)構(gòu)圖；

圖2H橋單元結(jié)構(gòu)圖；

圖3為諧波線電流轉(zhuǎn)化為諧波相電流的向量圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。