[發明專利]一種并聯能量單向流動可控整流器的無功補償技術

在審

• 申請號: 201811235718.3
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109301839A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 程紅;王聰;張瑩;劉瑨琪;田長庚;胡昊雨;趙志浩;盧其威
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種適用于所有單周期控制的能量單向流動可控整流器，在電網含有非線性負載時實現靜止無功補償的技術，具體包括以下步驟：1、將若干個能量單向流動可控整流器并聯連接后接入電網；2、當電網含有非線性負載時，使并聯結構中一部分能量單向流動可控整流器的電流移相，產生電網所需要的無功功率；3、檢測和提取公共耦合點處輸入電流的諧波分量；4、將諧波分量均分后注入到其余的能量單向流動可控整流器中，達到抑制公共耦合點輸入電流畸變的目的。本發明本發明提出的無功補償技術能為電網提供所需的無功功率，同時還能減小或消除輸入電流中的諧波，不需要傳感器、鎖相環就能完成對諧波電流的補償，魯棒性好，具有很強的廣適性。

技術領域

本發明涉及電力電子和電力系統領域，特別涉及一種并聯能量單向流動可控整流器的無功補償技術。

背景技術

隨著電力電子裝置在電力系統中日益廣泛的應用，非線性負荷在電力系統中越來越多的接入，供電電能質量問題日益突出，以電力電子變流器為核心的電能質量控制技術引起人們越來越多的關注。與此同時，基于電力電子技術的電能質量治理裝置，如：靜止無功補償器(SVC)，靜止無功發生器(SVG)，有源電力濾波器(APF)，通用電能質量控制器(UPQC)得到了越來越廣泛的應用，這些電能質量治理裝置能夠很好地實現對無功功率和諧波電流的補償。將無功補償和諧波補償功能融合到現有的能量單向流動或能量雙向流動的可控整流器中，能夠最大限度地利用硬件資源和減少成本投入。

單周期控制(One-Cycle Control，OCC)是一種非線性大信號PWM控制理論。該技術不需要檢測電路產生參考信號，不受負載電流諧波影響，且不需要電壓傳感器、鎖相環就能完成對電流的跟蹤，能夠在一個開關周期之內消除控制量與參考量之間的穩態誤差，抗電源干擾能力強，具有良好的魯棒性。與傳統的基于d-q變換的瞬時無功功率理論技術、重復控制和滯環控制相比，控制電路簡單以及算法簡單。因此，該技術被廣泛應用在功率放大電路、有源電力濾波器、功率因數校正相關領域，并越來越受到國內外學者關注。

但是，傳統單周期控制只能工作在單位功率因數下，而且其電流相位并不具有可控性，不能實現對無功功率定量輸出。并且在能量單向流動可控整流器中，由于二極管和交流側濾波電感的存在，使得電壓與電流反相時實際輸入電流將無法跟蹤其給定值，輸入電流將發生畸變，這將導致該類能量單向流動可控整流器對電網提供無功補償的能力非常有限，因此，電流畸變程度限制了此類變流器提供電能質量治理的能力。

所以，迫切需要一種當電網中含有非線性負載時，使能量單向流動可控整流器產生電網所需的無功功率，并且減小或完全消除由此引起輸入電流畸變的無功補償技術。針對以上問題，本發明提出了一種并聯能量單向流動可控整流器的無功補償技術。

發明內容

本發明目的是提供一種當電網中含有非線性負載時，并聯中的一部分能量單向流動可控整流器產生電網所需的無功功率，其余能量單向流動可控整流器可減小或完全消除由此引起輸入電流畸變的無功補償技術。

因此，使用本發明提出的這種無功補償技術，可以在電網含有非線性負載情況下，使電力電子裝置產生無功功率并能減小或消除輸入電流畸變，實現靜止無功補償，其中輸入電流為流經電源的電流。其單相系統結構圖如圖1所示，本發明一種并聯能量單向流動單相可控整流器的無功補償技術特征如下：