[發明專利]一種次諧波無功發生裝置

在審

• 申請號: 201510542045.6
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105071409A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 宋暢;袁丁;陳璟;韓盛林;薛成勇;吉鵬;張志波;姜建國;何師;侯小平
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;北京國華電力有限責任公司;內蒙古國華呼倫貝爾發電有限公司;榮信電力電子股份有限公司;上海交通大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/24;H02P9/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 顧問;肖冰濱

1.一種次諧波無功發生裝置，其特征在于，包括控制單元和閥組單元，其中：

所述控制單元，用于獲得發電機組的轉速偏差信號，并根據該轉速偏差信號計算抑制次同步振蕩所需的次諧波電流，再基于dq變換對電網電壓和所需的次諧波電流依次進行有功-無功解耦和脈寬調制，并用調制后的信號驅動所述閥組單元，以使所述閥組單元發出的次諧波電流均為無功；

所述閥組單元，用于在所述控制單元的驅動下發出次諧波電流，并將發出的次諧波電流以無功的形式注入電網。

2.根據權利要求1所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，還包括柜式結構的供電單元，該供電單元用于為所述控制單元和所述閥組單元提供相應的工作電源，且該供電單元又包括：

UPS模塊，用于提供不間斷的交流電源；

電源隔離模塊，共連接所述UPS模塊和低壓配電模塊，用于對UPS模塊提供的不間斷的交流電源進行整流，并將整流后的電源提供給低壓配電模塊；以及

所述低壓配電模塊，其連接所述控制單元和所述閥組單元，用于向所述控制單元和所述閥組單元分配工作電源。

3.根據權利要求1所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，所述控制單元為柜式結構，包括：

工控機，用于實現界面顯示和操作；

系統控制模塊，其與所述工控機通訊，用于根據轉速偏差信號計算抑制次同步振蕩所需的次諧波電流；以及

裝置控制模塊，其與所述工控機通訊，并位于所述系統控制模塊的下游，用于基于dq變換對電網電壓和所需的次諧波電流依次進行有功-無功解耦和調制，并用調制后的信號驅動閥組單元，以使所述閥組單元發出的次諧波電流均為無功。

4.根據權利要求3所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，所述裝置控制模塊包括：

鎖相環模塊，用于對電網電壓進行跟蹤和鎖相；

電壓環模塊，用于計算閥組單元的直流側電壓參考值和直流側電壓反饋值的偏差信號，并對該偏差信號進行PI調節和相位變換，輸出有功分量

兩個Park變換模塊，其中一個位于所述鎖相環131模塊的下游，用于對電網電壓進行dq變換，得到電網電壓的有功分量和另一個用于對所需的次諧波電流進行dq變換，得到所需的次諧波電流的有功分量和無功分量

有功-無功電流解耦控制模塊，其位于所述Park變換模塊的下游，用于將以上得到的所有有功分量和無功分量進行解耦，輸出電壓矢量

Park逆變換模塊，其位于所述有功-無功電流解耦控制模塊的下游，用于將電壓矢量變換得到三相調制信號和以及

SPWM調制模塊，其位于所述Park逆變換模塊的下游，用于對三相調制信號和進行SPWM調制，得到對應的PWM驅動信號，以驅動所述閥組單元。

5.根據權利要求4所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，所述裝置控制模塊還包括位于所述SPWM調制模塊下游的載波移相模塊，用于對PWM驅動信號進行載波移相處理。

6.根據權利要求1所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，所述閥組單元為對應三相三線制電網的鏈式結構，每相串聯有若干個IEGT相模塊。

7.根據權利要求6所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，所述IEGT相模塊包括：開關器件IEGT1和開關器件IEGT2，開關器件IEGT1并聯有續流二極管D1，開關器件IEGT2并聯有續流二極管D2，開關器件IEGT1和開關器件IEGT2串聯在一起，中間連接端引出為輸出端。

8.根據權利要求7所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，所述IEGT相模塊還包括緩沖吸收電路，該緩沖吸收電路包括兩個串聯的電感L1、L2以及電阻R、二極管D3和電容C，二極管D3正極端與電感L2相連，二極管D3負極端與電阻R的一端相連，電阻R的另一端與電感L1相連；二極管D3的負極端還連接電容C的一端，電容C另一端與電源負端相連接。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，還包括：

散熱單元，用于對所述閥組單元進行散熱。

10.根據權利要求9所述的次諧波無功發生裝置，其特征在于，所述散熱單元采用水冷系統。