[發明專利]一種補償器及其控制方法和系統

在審

• 申請號: 201811207268.7
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN111064202A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 段青;盛萬興;趙彩虹;沙廣林;馬春艷;李振;李鵬華;譚璐
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01;H02J3/24
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種補償器，其特征在于，所述補償器包括：串聯變流器和并聯無源濾波器；

所述串聯變流器與電網高壓側進行連接，用于對電網側基波電壓波動和諧波電壓同時進行補償，并對諧波電流進行隔離；

所述并聯無源濾波器與電網低壓側進行連接，用于為諧波電流提供通路。

2.如權利要求1所述的補償器，其特征在于，所述串聯變流器，包括：IGBT管、二極管和LC濾波器；

所述每個IGBT管反向并聯一個二極管構成一個模塊；

由兩個所述模塊串聯構成一個橋臂；

由所述兩個橋臂構成一個級聯H橋，所述級聯H橋輸入端連接直流電壓；

由N個所述級聯H橋輸出端順次相連后構成N級聯H橋逆變器；

所述N級聯H橋逆變器輸出端與所述LC濾波器相連，構成串聯變流器，用于向電網注入電壓；

所述LC濾波器用于抑制所述N級聯H橋逆變器產生的高頻諧波。

3.如權利要求2所述的補償器，其特征在于，所述N級聯H橋逆變器，采用HPWM調制技術，降低N級聯H橋逆變器的開關損耗。

4.如權利要求1所述的補償器，其特征在于，所述并聯無源濾波器，包括電感和電容；

所述每個電感和電容串聯構成一個模塊；

由三個所述模塊并聯構成所述并聯無源濾波器。

5.如權利要求1所述的補償器，其特征在于，所述補償器，之外還包括：負載和降壓變壓器；

所述負載和降壓變壓器串聯后與所述串聯變流器連接；

所述降壓變壓器，用于轉換電網電壓，為所述負載用電提供特定的等級電壓。

6.如權利要求5所述的補償器，其特征在于，所述LC濾波器，包括：濾波電容和濾波電感；

所述濾波電容和濾波電感串聯構成LC濾波器。

7.一種補償器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

當發生故障后，獲取故障相電壓計算需要補償的電網電壓；

串聯變流器基于所述需要補償的電網電壓對電網側基波電壓波動和諧波電壓同時進行補償，并對諧波電流進行隔離；

將隔離后的所述諧波電流通入并聯無源濾波器。

8.如權利要求7所述的補償器的控制方法，其特征在于，所述當發生故障后，獲取故障相電壓計算需要補償的電網電壓，包括：

獲取故障相電壓同頻率、同相位的正弦電壓、故障相電壓的基波電壓、等效輸出阻抗以及負載電壓的諧波電壓和諧波電流；

基于所述等效輸出阻抗以及負載電壓的諧波電壓和諧波電流計算所述串聯變流器需要進行補償的電網側諧波電壓分量；

基于所述故障電壓同頻率、同相位的正弦電壓和故障電壓的基波電壓計算所述串聯變流器需要進行補償的電網側基波電壓分量。

9.如權利要求7所述的補償器的控制方法，其特征在于，所述串聯變流器基于所述需要補償的電網電壓對電網側基波電壓波動和諧波電壓同時進行補償，并對諧波電流進行隔離，包括：

所述串聯變流器基于所述需要進行補償的電網電壓與變流器的實際輸出電壓的差值，得到所述變流器中N級聯H橋逆變器開關管的控制信號；

基于所述N級聯H橋逆變器開關管的控制信號控制所述N級聯H橋逆變器的開關管，得到所述N級聯H橋逆變器交流側輸出電壓；

基于所述N級聯H橋逆變器交流側輸出電壓對所述電網電壓進行補償，同時對諧波電流進行隔離。

10.一種補償器的控制系統，其特征在于，所述系統包括：

計算模塊：用于當發生故障后，獲取故障相電壓計算需要補償的電網電壓；

補償模塊：觸發串聯變流器基于所述需要補償的電網電壓對電網側基波電壓波動和諧波電壓同時進行補償，并對諧波電流進行隔離；

隔離模塊：用于將隔離后的所述諧波電流通入并聯無源濾波器。

11.如權利要求10所述的補償器的控制系統，其特征在于，所述計算模塊，包括：獲取單元、第一計算單元和第二計算單元；

所述獲取單元，用于獲取故障相電壓同頻率、同相位的正弦電壓、故障相電壓的基波電壓、等效輸出阻抗以及負載電壓的諧波電壓和諧波電流；

所述第一計算單元，用于基于所述等效輸出阻抗以及負載電壓的諧波電壓和諧波電流計算所述串聯變流器需要進行補償的電網側諧波電壓分量；

所述第二計算單元，用于基于所述故障電壓同頻率、同相位的正弦電壓和故障電壓的基波電壓計算所述串聯變流器需要進行補償的電網側基波電壓分量。