[發(fā)明專利]一種無電解電容級(jí)聯(lián)H橋STATCOM系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110382704.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN113098027A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周娟;徐高祥;王梅鑫;原亞雷;釗翔坤;王莉;李京澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/26;H02M3/158;H02M1/088
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無電解電容級(jí)聯(lián)H橋STATCOM系統(tǒng)及控制方法，其特征在于，該系統(tǒng)包括：三相電網(wǎng)、三相無功負(fù)載、濾波電感和三相級(jí)聯(lián)N個(gè)雙Buck復(fù)用型H橋，N≥2；所述雙Buck復(fù)用型H橋包括：四個(gè)全控型開關(guān)管S1～S4、兩個(gè)解耦電感L_r1和L_r2、三個(gè)薄膜電容C_r1、C_r2和C_d；所述C_r1經(jīng)過L_r1接在H橋第一橋臂的中點(diǎn)構(gòu)成第一個(gè)雙向Buck電路，該雙向Buck電路與H橋第一橋臂實(shí)現(xiàn)開關(guān)管復(fù)用，C_r2經(jīng)過L_r2接在H橋第二橋臂的中點(diǎn)構(gòu)成第二個(gè)雙向Buck電路，該雙向Buck電路與H橋第二橋臂實(shí)現(xiàn)開關(guān)管復(fù)用；所述薄膜電容C_d被用來取代H橋直流側(cè)傳統(tǒng)的電解電容；所述每一相中雙Buck復(fù)用型H橋的第一橋臂中點(diǎn)與上一個(gè)H橋第二橋臂中點(diǎn)相連，每相第一個(gè)雙Buck復(fù)用型H橋的第一橋臂中點(diǎn)與濾波電感相連，最后一個(gè)雙Buck復(fù)用型H橋的第二橋臂中點(diǎn)與其他兩相最后一個(gè)雙Buck復(fù)用型H橋的第二橋臂中點(diǎn)相連。

2.如權(quán)利要求1所述的一種無電解電容級(jí)聯(lián)H橋STATCOM系統(tǒng)及控制方法，其特征在于，該系統(tǒng)控制方法包括以下步驟：

步驟1：對(duì)x(x＝A,B,C)相的輸出電流i_ox進(jìn)行控制完成交直流側(cè)功率交換，以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載無功電流進(jìn)行補(bǔ)償；

步驟2：對(duì)x相各個(gè)雙Buck復(fù)用型H橋的解耦電感電流i_Lrxj1與i_Lrxj2的均值進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)有源功率解耦，對(duì)H橋直流側(cè)電壓進(jìn)行二倍頻波動(dòng)抑制。

3.如權(quán)利要求2所述的一種無電解電容級(jí)聯(lián)H橋STATCOM系統(tǒng)及控制方法，其特征在于，所述步驟1中x相輸出電流i_ox的控制方法為：

將x相的輸出電流i_ox與其給定值i_ox^*作差，差值送入PR控制器，用該相電網(wǎng)電壓u_sx減去PR控制器的輸出即得到該相含零序電壓的輸出電壓給定值u_rx；對(duì)u_rx進(jìn)行零序電壓分離即得到該相的參考輸出電壓u_ox；用u_ox加上相內(nèi)電壓均衡控制結(jié)果Δu_xj(j＝1,2,…,N)，其和再除以x相直流側(cè)電壓總和u_dcx，得到的結(jié)果即為x相第j個(gè)雙Buck復(fù)用型H橋的參考調(diào)制波u_oxj；用u_oxj加上x相第j個(gè)H橋模塊的有源功率解耦控制調(diào)制波u_xcj，得到的結(jié)果即為x相第j個(gè)H橋模塊第一橋臂的調(diào)制波u_oxj1；對(duì)u_oxj取反得到-u_oxj，用-u_oxj加上x相第j個(gè)H橋模塊的有源功率解耦控制調(diào)制波u_xcj，得到的結(jié)果即為x相第j個(gè)H橋模塊第二橋臂的調(diào)制波u_oxj2；根據(jù)u_oxj1、u_oxj2，利用載波移相SPWM技術(shù)對(duì)各個(gè)H橋的四個(gè)開關(guān)管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種無電解電容級(jí)聯(lián)H橋STATCOM系統(tǒng)及控制方法，其特征在于，所述對(duì)u_rx進(jìn)行零序電壓分離得到x相參考輸出電壓u_ox的具體方法為：

求取u_ra、u_rb和u_rc的平均值，再將平均值乘以-1即可得到各相的零序電壓u_zx；將u_zx疊加到u_rx上即可實(shí)現(xiàn)給定電壓的零序分離，從而得到u_ox。