[發(fā)明專利]一種改進型的模塊化多電平STATCOM及其基頻調(diào)制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811500686.5 | 申請日： | 2018-12-10 |
| 公開（公告）號： | CN109450282A | 公開（公告）日： | 2019-03-08 |
| 發(fā)明（設計）人： | 申科;趙國棟;趙丹 | 申請（專利權）人： | 西北工業(yè)大學 |
| 主分類號： | H02M7/483 | 分類號： | H02M7/483 |
| 代理公司： | 西北工業(yè)大學專利中心 61204 | 代理人： | 金鳳 |
| 地址： | 710072 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 求解 驅(qū)動器 模塊化多電平 基頻調(diào)制 輸出電壓 變換器 改進型 直流側電容電壓 電容電壓波動 開關控制信號 輸出交流電壓 變換器效率 非線性方程 傅里葉分解 直流側電壓 補償參數(shù) 建立模型 交流電壓 開關控制 開關器件 模型輸入 驅(qū)動功率 驅(qū)動信號 輸出結果 數(shù)學模型 諧波分量 諧波消除 控制器 引入 開關角 子模塊 減小 算法 消去 諧波 送入 輸出 | ||
1.一種改進型的模塊化多電平STATCOM，其特征在于：
所述的改進型的模塊化多電平STATCOM，變換器的每相均由多個單H橋變換器單元串聯(lián)組成，每個單H橋變換器單元包含一個電容器和四個功率開關器件，其中每個功率開關器件均由IGBT管反并聯(lián)二極管構成，通過控制每個單H橋變換器單元內(nèi)功率開關器件，可實現(xiàn)不同的開關組合，在單H橋變換器單元的輸出端上產(chǎn)生正負Vdc和0三個電平的電壓輸出，僅考慮每四分之一周期有一個開關角的情況，此時觸發(fā)角α可控。
2.一種利用權利要求1所述改進型的模塊化多電平STATCOM的基頻調(diào)制方法，其特征在于包括下述步驟：
步驟1：直流側電容在穩(wěn)態(tài)下充電并且直流側電容電壓的初始值為Vdc0，在考慮電容充放電時，單H橋變換器單元的充、放電過程為：
直流側電容通過單H橋上的功率開關器件Ss1和Ss4和電路連接，即Ss1和Ss4導通，此時交流側電流流經(jīng)電容并對直流側電容進行充、放電，故交流側電流在電容電壓初始值為Vdc0的基礎上將引起電容電壓的波動，直流側電容電壓vdc(ωt)為公式(1)所示：
vdc(ωt)＝Vdc0+Δvdc(ωt) (1)
其中，vdc(ωt)為直流側電容電壓，Vdc0為直流側電容電壓初始值，Δvdc(ωt)為直流側電容電壓波動量；
步驟2：充放電過程由交流側電流流入或流出電容引起，從交流側流入或流出單H橋的電流，即iac(ωt)表示為式(2)：
其中，iac(ωt)為從交流側流入或流出單H橋的電流，I1為從交流側流入或流出單H橋的電流峰值；
步驟3：交流側電流的初始相位角可控，如電流平均值將為負，則Vdc0下降；反之，如果電流平均值將為正，則Vdc0上升；計算得到直流側電容電壓波動部分的表達式如式(3)所示：
其中，Cdc為直流側電容容值，I1為從交流側流入或流出單H橋的電流峰值，Δvdc(ωt)為直流側電容電壓波動量；
從而由公式(1)到公式(3)得到單H橋的交流側輸出電壓表示為式(4)：
步驟4：利用傅里葉分解將式(4)進行展開可得到各次諧波的表達式為：
其中，V(t)為考慮電容充、放電的情況下單H橋的輸出電壓，Vdc0為直流側電容電壓初始值，ω為輸出基波角頻率，n為傅里葉展開諧波次數(shù)，Cdc為直流側電容容值；
輸出電壓VC的基波峰值是可控的，因為每個H橋單元每四分之一周期內(nèi)只有一個開關角，m個單元消除m-1個頻率的低次諧波，故第6k±1次的諧波被消除，基波和各次諧波幅值表達式如下式(6)所示：
對于公式(6)，采用牛頓迭代法求解，進而得到各個開關角，即可達到控制目的。
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