一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形h橋級(jí)聯(lián)statcom的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATCOM，其包括主電路和控制電路。其中，主電路為H橋單元級(jí)聯(lián)后接為三角形結(jié)構(gòu)，三角形三個(gè)頂點(diǎn)并聯(lián)在三相電網(wǎng)上；控制電路包括諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器和STATCOM控制器。通過(guò)本發(fā)明提供的一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATCOM，可對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償、電流不平衡補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償，并且在負(fù)載的a、b、c三相諧波含量不等時(shí)，也盡量保證三角形STATCOM的ab、bc、ca各相的諧波有效值盡量相近，且三角形STATCOM的ab、bc、ca各相的諧波有效值的最大值取得最小，從而最大限度地節(jié)省了STATCOM的裝機(jī)容量。
【專利說(shuō)明】—種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATCOM
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理領(lǐng)域，尤其涉及一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATCOM (靜止同步補(bǔ)償器)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)載主要包括變頻器、中頻爐和電渣爐等。隨著這類非線性負(fù)載的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量日益惡化，主要體現(xiàn)在電力系統(tǒng)中三相電流不平衡且含有無(wú)功和諧波電流。在高壓場(chǎng)合，通常以H橋級(jí)聯(lián)的星形STATCOM對(duì)負(fù)載無(wú)功和諧波進(jìn)行補(bǔ)償，但星形拓?fù)涞腟TATCOM對(duì)不平衡的補(bǔ)償能力有限，通常還要其他設(shè)備(SVC)來(lái)補(bǔ)償三相電流不平衡。近年來(lái)，H橋級(jí)聯(lián)的三角形STATCOM成為研究熱點(diǎn)，其不但可以補(bǔ)償負(fù)載無(wú)功和諧波，還可以補(bǔ)償負(fù)載電流的三相不平衡，使得功能更加集成化。
[0003]利用三角形STATCOM進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，存在將線電流指令轉(zhuǎn)化為相電流指令的問(wèn)題，即相電流指令的計(jì)算。對(duì)于負(fù)載中的無(wú)功和不平衡，可采用斯坦梅茲理論計(jì)算相電流指令。對(duì)于負(fù)載中的諧波，同一個(gè)工況下的線電流指令，存在無(wú)數(shù)種相電流指令的解。因此，有必要研究一種諧波線電流指令轉(zhuǎn)化為諧波相電流指令的方法，且該方法應(yīng)該滿足最大程度地減小設(shè)備容量，同時(shí)使三角形STATCOM各個(gè)相流過(guò)的諧波電流有效值盡可能相近的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了求得同一工況下，諧波線電流指令轉(zhuǎn)化為諧波相電流指令的最優(yōu)解，本發(fā)明提供了一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATC0M，該諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器通過(guò)對(duì)負(fù)載電流采樣，并利用DSP完成優(yōu)化算法，所求的解可以滿足最大程度地減小設(shè)備容量，同時(shí)使三角形STATCOM各個(gè)相流過(guò)的諧波電流有效值盡可能相近的要求。
[0005]本發(fā)明提供了一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATC0M，其諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器將負(fù)載電流進(jìn)行傅里葉分解，得到各次諧波線電流的幅值和相位；其諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的DSP實(shí)時(shí)計(jì)算模塊的算法為:在平面直角坐標(biāo)系中，分別作出各次諧波的線電流向量，使三相向量首尾相接，根據(jù)諧波線電流三相向量首尾相接后的形狀，求出滿足三角形STATCOM裝機(jī)容量最小且其各相諧波電流有效值盡可能相近要求的諧波相電流指令；最后將各次諧波相電流指令相加，得到最優(yōu)的三角形STATCOM諧波相電流指令。
[0006]在一些實(shí)施方式中，諧波線電流三相向量首尾相接后的形狀為銳角三角形時(shí)，以此三角形的外接圓圓心為起始點(diǎn)，以此三角形三個(gè)頂點(diǎn)為終點(diǎn)，得到的三個(gè)向量分別為滿足最優(yōu)要求的三角形STATCOM的三個(gè)諧波相電流指令。
[0007]在一些實(shí)施方式中，諧波線電流三相向量首尾相接后的形狀為直角三角形或鈍角三角形時(shí)，以諧波線電流三個(gè)向量的模值最大者的中點(diǎn)為起始點(diǎn)，以此三角形三個(gè)頂點(diǎn)為終點(diǎn)，得到的三個(gè)向量分別為滿足最優(yōu)要求的三角形STATCOM的三個(gè)諧波相電流指令。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)某次諧波線電流向量首尾相接為銳角或直角三角形時(shí)，雖然三相線電流大小可能不同，但是所求得的三角形STATCOM的三個(gè)相電流大小相等，且也在此時(shí)，三角形STATCOM的三個(gè)相電流的最大值取得最小；當(dāng)某次諧波線電流向量首尾相接為鈍角三角形時(shí)，所求得的三角形STATCOM的三個(gè)相電流大小雖然不相等，但三角形STATCOM的三個(gè)相電流的最大值取得最??；綜上，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)三角形STATCOM補(bǔ)償負(fù)載諧波的指令算法，且該算法可以最大程度地節(jié)省設(shè)備的裝機(jī)容量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為三角形級(jí)聯(lián)STATCOM補(bǔ)償負(fù)載的結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖2H橋單元結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖3為諧波線電流轉(zhuǎn)化為諧波相電流的向量圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]本發(fā)明所述的具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATC0M，其諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的DSP對(duì)采樣到的負(fù)載電流進(jìn)行傅里葉分解，得到三角形STATCOM補(bǔ)償負(fù)載諧波所
需的各次諧波線電流指令的幅值和相位，即、I, 將第n次諧波的三相線電流






，
指令以向量形式首尾相接在平面坐 標(biāo)系中表示出來(lái)，根據(jù)三個(gè)向量首尾相接所構(gòu)成圖形的特點(diǎn)，求出
【權(quán)利要求】
1.一種具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATCOM，其特征在于:主電路為H橋單元級(jí)聯(lián)后接為三角形結(jié)構(gòu)，控制電路包括諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器和STATCOM控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATC0M，其中所述諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器包括信號(hào)調(diào)理電路、高速AD采樣模塊、DSP實(shí)時(shí)計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊與STATCOM的控制器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATC0M，通過(guò)所述高速AD采樣模塊對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行高速AD采樣，并對(duì)采樣到的負(fù)載電流進(jìn)行傅里葉分解，得到三角形STATCOM補(bǔ)償負(fù)載諧波所需的各次諧波線電流指令的幅值和相位，即，所述DSP實(shí)時(shí)計(jì)算模塊根據(jù)各次諧波線電流指令的幅值和相位，采用優(yōu)化算法計(jì)算得到各次諧波相電流指令的幅值和相位，并將諧波相電流指令傳送給數(shù)據(jù)傳輸模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有 諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的三角形H橋級(jí)聯(lián)STATC0M，其中所述諧波優(yōu)化調(diào)節(jié)器的DSP實(shí)時(shí)計(jì)算模塊對(duì)采樣到的負(fù)載電流進(jìn)行傅里葉分解，得到三角形
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK103580026SQ201310557375
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】王寶安, 陳豪, 汪良坤, 白晨陽(yáng) 申請(qǐng)人:東南大學(xué)