[發(fā)明專利]減小直流側(cè)電容容值的零序電壓注入方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810154966.9
• 申請(qǐng)日: 2018-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN108321814B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜少通;李曉明;楊明;韋延方;譚興國;趙鐵英;馮高明;李玉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發(fā)明公開了一種減小直流側(cè)電容容值的零序電壓注入方法，本發(fā)明零序電壓注入一方面會(huì)增大直流側(cè)電容的波動(dòng)電壓，另一方面有助于在感性工況下減小直流側(cè)電容容值，因此以減小直流側(cè)電容容值為目標(biāo)的零序電壓注入方法應(yīng)盡可能小的注入零序電壓，以盡可能避免增大電容電壓波動(dòng)；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明考慮器件電壓應(yīng)力，STATCOM直流側(cè)電壓峰值確定時(shí)，STATCOM脈寬調(diào)制的輸出范圍與直流側(cè)電容容值和零序電壓相關(guān)，本發(fā)明通過三次零序電壓注入來減小直流側(cè)電容容值，同時(shí)滿足STATCOM對(duì)脈寬調(diào)制輸出范圍的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減小級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器直流側(cè)電容容值的零序電壓注入方法。

背景技術(shù)

H橋級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器是目前中高壓最為先進(jìn)的無功補(bǔ)償裝置，其易于適應(yīng)不同的電壓等級(jí)，可不經(jīng)變壓器直接掛網(wǎng)，波形質(zhì)量好，但由于其單相級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，為緩沖單相功率中的二倍頻分量需要很大容量的直流電容。傳統(tǒng)H橋級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器多采用功率密度較高的電解電容，但由于電解電容壽命較短，采用薄膜電容取代電解電容是提升裝置可靠性的有效途徑。然而，薄膜電容功率密度遠(yuǎn)低于電解電容，因此為提升裝置的功率密度需要減小傳統(tǒng)H橋級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器的電容容值。《Full-Bridge Reactive PowerCompensator With Minimized-Equipped Capacitor and Its Application to StaticVar Compensator》一文中，分析了單相H橋模塊減小電容容值的可行性：研究表明H橋級(jí)聯(lián)型STATCOM采用直流側(cè)電壓的波動(dòng)分量進(jìn)行調(diào)制，容性工況下可在不提升直流側(cè)電壓峰值的條件下減小電容容值；但感性工況下調(diào)制輸出效率降低。對(duì)于在容性工況和感性工況具有相同補(bǔ)償容量的H橋級(jí)聯(lián)型STATCOM，感性工況調(diào)制輸出效率低是制約其減小電容容值的關(guān)鍵因素。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于減小電容容值的H橋級(jí)聯(lián)型STATCOM進(jìn)一步減小電容容值，并無公開的技術(shù)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于解決上述問題而提供一種減小直流側(cè)電容容值的零序電壓注入方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

本發(fā)明包括以下步驟：

(1)依據(jù)級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器濾波電抗和功率單元直流側(cè)電壓峰值，求取級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器直流側(cè)最小電容容值；

(2)求取感性工況下級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器輸出不同補(bǔ)償電流時(shí)需要注入的最小零序電壓比例，形成補(bǔ)償電流幅值與零序電壓注入比例的關(guān)系表；

(3)求取需要注入的零序電壓。

具體的，步驟(1)中級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器直流側(cè)最小電容容值的求取方法為：以靜止同步補(bǔ)償器與電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)電壓和額定補(bǔ)償電流為基準(zhǔn)值，采用數(shù)值計(jì)算的方法，求取η取值不同時(shí)函數(shù)g_{L_1}(t,η)的最大值，記為g_{L_1_η_max}(t)，并獲取函數(shù)g_{L_1_η_max}(t)的最小值，并記為g_Lmin，則最小電容容納的標(biāo)幺值為g_Lmin。函數(shù)g_L(t,η)為

式中η為注入零序電壓的比例，t為時(shí)間，ω為基波角頻率，Z_L^*為級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器濾波電感感抗的標(biāo)幺值，u_dcmax^*為功率單元直流側(cè)電壓峰值。

具體的，步驟(2)中級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器輸出不同補(bǔ)償電流時(shí)需要注入的最小零序電壓比例求取方法為：以靜止同步補(bǔ)償器與電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)電壓和額定補(bǔ)償電流為基準(zhǔn)值，當(dāng)補(bǔ)償電流標(biāo)幺值為I_k^*時(shí)，采用數(shù)值計(jì)算的方法，求取η取值不同時(shí)函數(shù)g_{L_Ik*}(t,η)的最大值，記為g_{L_Ik*_η_max}(t)，