[發明專利]一種同相供電裝置的基波控制和諧波補償方法及裝置

在審

• 申請號: 202110929979.0
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113726191A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 高洪;劉剛;陳旭東;孫健;黃輝;許恩澤;趙小虎;翟超;劉毓聰
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;西安許繼電力電子技術有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M1/12;H02J3/01
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 張吉和

1.一種同相供電裝置的基波控制和諧波補償方法，所述同相供電裝置包括多個輸入側并聯輸出側級聯的功率模塊，各功率模塊的輸入側連接變壓器；每個功率模塊包括通過直流母線連接的并聯側功率單元和級聯側功率單元，其特征在于，包括步驟：

獲取各并聯側功率單元的直流母線電壓U_dc和交流橋口電流i_{Par_L}，根據該電壓和電流量以及控制指令，經控制處理得到各并聯側功率單元的基波調制波m_Fund；

獲取負載電流i_Load、變壓器原邊的高壓側電流i_{Par_H}和電壓u_{Par_H}，并根據該電流和電壓量經控制處理得到諧波調制波m_Harm；

將諧波調制波m_Harm疊加至各基波調制波m_Fund上作為總調制波，并經過低通濾波處理以及各功率模塊間載波移相控制，得到用于驅動各并聯側功率單元開關管的PWM信號。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到各并聯側功率單元的基波調制波m_Fund，包括：

將直流母線電壓指令U_{dc_ref}和直流母線電壓U_dc的差值經過PI調節器后得到有功電流指令

利用該有功電流指令和預設的無功電流指令經過限幅和交流電流指令計算處理后得到交流電流指令i_ref；

將交流電流指令i_ref和交流橋口電流i_{Par_L}的差值經過準PR調節器后得到基波調制波m_Fund。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到諧波調制波m_Harm，包括：

從負載電流i_Load中提取各次諧波電流i_{n_load_harm}，經過限幅處理后得到諧波電流指令i_{harm_ref}；

用高壓側電流i_{Par_H}減去從該高壓側電流i_{Par_H}中提取的基波電流分量得到高壓側電流諧波成分i_{Par_harm}；

將諧波電流指令i_{harm_ref}和高壓側電流諧波成分i_{Par_harm}的差值經過重復控制器后得到諧波調制波m_Harm；

其中，n＝2，3，4……。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述限幅處理包括：

計算單獨補償各次諧波的諧波電流限幅值I_{n_limit}；

根據該諧波電流限幅值I_{n_limit}和需要補償的各次諧波電流的幅值I_{n_load_harm}，計算綜合限幅系數x；

根據該限幅系數x得到諧波電流指令i_{harm_ref}。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述諧波電流限幅值I_{n_limit}根據下式計算：

其中，I_{n_limit}為并聯側功率單元第n次諧波單獨補償時的諧波電流限幅值；U_{dc_i}為第i個并聯側功率單元的直流電壓，i＝1，2，3……N，N為功率模塊數；ωL為功率模塊基波并網電抗，M_limit為功率模塊調制度限幅值，U_Par為高壓側電壓有效值，k為變壓器變比，I_{rate_L}為并聯側功率單元電流標幺基準值，I_{rate_H}為高壓側電流標幺基準值。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述綜合限幅系數x根據下式計算：

其中，I_{n_load_harm}為負載各次諧波電流幅值。