[發明專利]一種基于T型三電平的統一電能質量調節器及其調節方法

有效

• 申請號: 201410206973.0
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103997043B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 張亮;水恒華;張丹
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/01
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于T型三電平的統一電能質量調節器的電能質量調節方法，其特征在于：所述電能質量調節方法包括諧波電流調節方法與電壓閃變補償方法，其中：

所述諧波電流調節方法包括：主數字控制器實時檢測U1、V1、W1處的電流量，將三相電流的數字量通過3/2坐標變換轉到d、q同步坐標系下，其中，基波分量在d軸下表征為直流信號，諧波分量表征為交流信號，采用數字低通濾波器濾除交流信號，留下表征基波分量的直流量，并將該直流信號經3/2坐標反變換后與U1、V1、W1處檢測的原始交流量作差，得到裝置補償用的畸變電流參考指令，準比例諧振控制器通過其電流控制策略實時跟蹤并控制電流補償效果；與此同時，實時檢測電容C3、C4直流電壓差，并進行上下壓差調節，再將調節結果疊加至補償分量中進行綜合處理，并產生PWM脈沖信號，該脈沖信號按照優化次序驅動并聯型變換器(3)的A₂相開關管S_a21、S_a22、S_a23、S_a24，B₂相開關管S_b21、S_b22、S_b23、S_b24，D₂相開關管S_c21、S_c22、S_c23、S_c24，從而將電容C₃、C₄的直流電轉換成與諧波分量大小相等相位相反的交流信號輸出側，再通過網側濾波電感L_a2、L_b2、L_c2及電容C_u2、C_v2、C_w2組成的濾波電路處理后注入電網，其中開關管S_a21與S_a23、S_a22與S_a24、S_b21與S_b23、S_b22與S_b24、S_c21與S_c23、S_c22與S_c24的開通和關斷情況是互補關系；

所述電壓閃變補償方法包括：主數字控制器實時檢測U2、V2、W2處的電壓幅值與相位信息，通過正/負序坐標變換與濾波處理運算，提取電壓閃變時的畸變分量，進而得出相應補償量，再經PWM脈沖優化模塊產生一定次序的空間矢量PWM驅動脈沖，該PWM脈沖信號通過驅動電路單元進行功率放大后控制串聯型變換器(2)的A₁相開關管S_a11、S_a12、S_a13、S_a14，B₁相開關管S_b11、S_b12、S_b13、S_b14，D₁相開關管S_c11、S_c12、S_c13、S_c14的開通和關斷，從而將存儲在電容C₁、C₂的直流電變換成可以抵消電壓跌落的三相交流分量，該三相交流分量通過網側濾波電感L_a1、L_b1、L_c1及電容C_v1、C_u1、C_w1組成的濾波電路整形后，由耦合變壓器T_u1、T_v1、T_w1接入線路，以實時補償負荷側U2、V2、W2的電壓跌落值，其中，S_a11與S_a13，S_a12與S_a14，S_b11與S_b13，S_b12與S_b14，S_c11與S_c13，S_c12與S_c14的開通和關斷情況是互補關系。

2.根據權利要求1所述的一種基于T型三電平的統一電能質量調節器的電能質量調節方法，其特征在于：所述準比例諧振控制器的電流控制策略包括以下步驟：

A、直流電壓U_d經T型三電平逆變后，由LC濾波后得到電壓V_o；

B、從V_o到V_i的傳遞函數為：其中L為濾波電感量，C為濾波電容量，R為負載電阻，ω_n為固有頻率，δ為誤差率，V_o為輸入電壓；V_i為輸出電壓；s是時間t的拉氏變換；

C、基于準比例諧振控制器的電流控制，其傳遞函數為其中，K_p、K_i分別為比例系數和積分系數，ω₀為諧振頻率，ω_c為截止頻率，s是時間t的拉氏變換；

D、基于濾波電容電流反饋的控制策略，基于電容電流反饋的開環傳遞函數為：其中L為濾波電感量，C為濾波電容量；R為負載電阻，K_v為電壓反饋系數，K_i為電流反饋系數，K_svpwm為比例系數。