[發明專利]基于模塊化多電平換流器的無功補償裝置及無功補償方法

在審

• 申請號: 201610124834.2
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105576671A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 朱博;高亮;郭恩波;董化新;李婷婷;志略;文博
• 申請（專利權）人: 國網黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司;國家電網公司
• 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: 岳泉清

技術領域

本發明涉及基于模塊化多電平換流器的無功補償裝置及無功補償方法。屬于電網諧波 治理領域。

背景技術

隨著電力電子技術的迅猛發展，非線性負載日益增加，引起電網電壓波動，產生大量 的無功和諧波，為了使電力系統高效、綠色、穩定的運行，無功補償及諧波抑制技術的提 出為電網治理提供了一種有效的手段，考慮到耐壓等級、開關頻率以及穩定性等因素，高 電壓、大容量的模塊化靜止無功補償器應運而生。

常見的多電平拓撲結構主要有：二極管鉗位型、飛跨電容型、及H橋級聯型以及模塊 化多電平換流器。隨著電平數的增加，二極管鉗位型和飛跨電容型結構所需的開關器件和 鉗位電容數量大大增加，給實際推廣應用帶來很大困難；而H橋級聯結構不能對配電網系 統的無功功率、諧波以及不平衡狀況進行綜合治理。

發明內容

本發明是為了解決現有的用于電網的補償裝置缺少對電網系統的無功功率、諧波以及 電壓的不平衡進行補償的裝置，導致電網系統可靠性差的問題?，F提供基于模塊化多電平 換流器的無功補償裝置及無功補償方法。

基于模塊化多電平換流器的無功補償裝置，它包括檢測單元、DSP控制器、驅動單元 和MMC換流器，

DSP控制器采用型號為TMS320F2812的芯片實現，

檢測單元包括三個電流檢測電路和電壓檢測電路，

三個電流檢測電路，用于采集阻感負載上的三相負載電流信號i_a、i_b和i_c，

電壓檢測電路，用于采集MMC換流器直流側的電壓信號，

DSP控制器，用于接收三相負載電流信號i_a、i_b和i_c，進行Clarke變換和Park變換， 得到旋轉坐標系下負載電流的d和q分量i_d和i_q，將d軸分量i_d進行經Park反變換和Clarke 反變換后與i_a、i_b和i_c作差，獲得無功電流i_q，同時，接收電壓信號利用電壓排序法將電壓 大小進行排序，維持直流電壓穩定，根據電壓大小的排序和無功電流i_q，獲得調制波和載 波，通過調制波和載波生成兩路PWM信號，

驅動單元，用于接收兩路PWM信號進行隔離放大后驅動MMC換流器，

MMC換流器，用于接收驅動信號，控制SM模塊中IGBT的通斷，輸出補償電流i_fa、 i_fb和i_fc補償三相交流電源中的無功和諧波。

基于模塊化多電平換流器的無功補償方法，它包括以下步驟：

用于采集阻感負載上的三相負載電流信號i_a、i_b和i_c的步驟；

用于采集MMC換流器直流側的電壓信號的步驟；

用于接收三相負載電流信號i_a、i_b和i_c，進行Clarke變換和Park變換，得到旋轉坐標 系下負載電流的d和q分量i_d和i_q，將d軸分量i_d進行經Park反變換和Clarke反變換后與 i_a、i_b和i_c作差，獲得無功電流i_q，同時，接收電壓信號利用電壓排序法將電壓大小進行排 序，維持直流電壓穩定，根據電壓大小的排序和無功電流i_q，獲得調制波和載波，通過調 制波和載波生成兩路PWM信號的步驟；

用于接收兩路PWM信號進行隔離放大后驅動MMC換流器的步驟；

用于接收驅動信號，控制SM模塊中IGBT的通斷，輸出補償電流i_fa、i_fb和i_fc補償三 相交流電源中的無功和諧波的步驟。