[发明专利]谐波无功补偿装置及其控制方法

权利要求书

1.一种谐波无功补偿装置，包括旁路柜、输入变压器(7)、控制装置和功率柜，其特征在于：所述的输入变压器(7)为三相输入、多绕组输出、具有曲折形接法的输入变压器，所述功率柜则包含3N个一样的功率单元(6)，该功率单元的整流侧输入端子R、S、T连接于所述变压器的输出侧，使每个功率单元具有独立的直流电源，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘；其中每N功率单元级联构成一相，所有功率单元相应三相星形连接或三角形连接后通过电抗器与电网相连。

2.根据权利要求1所述的谐波无功补偿装置，其特征在于：所述功率单元(6)是由整流电路(2)、并联在正负母线之间的均压及滤波吸收电路(3)和位于其后并联在正负母线间的电平电路(4)组成。

3.根据权利要求2所述的谐波无功补偿装置，其特征在于：所述的电平电路(4)为包含功率器件(5)的两电平电路，其中功率器件为IGBT。

4.根据权利要求1至3之一所述的谐波无功补偿装置，其特征在于：所述功率单元(6)级联个数N≥2，二次绕组错开相位角的大小为60°/N。

5.根据权利要求1至3之一所述的谐波无功补偿装置，其特征在于：所述输入变压器(7)为有功电流、主电路整流元件、开关元件和输出电抗器的功率输入器件。

6.根据权利要求1所述的谐波无功补偿装置，其特征在于：所述控制装置包括谐波无功电流指令生成单元(11)和电网(17)前级的主电路(16)，以及依次连接于两者之间的电流调节器(12)、电压调节器(13)、PWM脉冲信号产生单元(14)和驱动电路(15)，其中主电路输出端接有分别对其电流取样和电压取样的电流取样电路(19)和电压取样及同步信号生成电路，两取样电路下位分别为所述电流调节器和电压调节器。

7.根据权利要求6所述的谐波无功补偿装置，其特征在于：所述控制装置还包括用于采集主电路直流母线电压取样电路，该取样电路经直流电压PI调节器和有功电流指令生成单元接于所述电流调节器。

8.一种谐波无功补偿装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将指令电流I_ref与有功电流送入加法器，该加法器的输出送入计算单元并与主电路实际输出电流I_f送入比较器，构成电流反馈闭环控制；

2)将所述比较器的输出与电流比例--积分调节器的输入相连，其与计算单元的输出求和，构成前馈控制31；

3)所述比例--积分调节器的输出和计算单元的求和结果

与电网电压取样U_s求和后与装置输出电压取样U_c作比较，构成电压反馈闭环控制，该比较结果送入电压比例--积分调节器，电压比例--积分调节器的输出与前馈控制(32)输入求和作为PWM脉冲信号产生单元的输入；

4)由PWM脉冲信号产生单元将驱动信号传送给主电路，主电路把电流指令通过输出电抗器发送给电网。

9.根据权利要求8所述的谐波无功补偿装置的控制方法，其特征在于：所述指令电流I_ref为谐波电流指令、无功电流指令或谐波电流与无功电流的合成指令；电网电压取样U_s中叠加三次电压谐波成分，或在电网电压信号重构中加入三次电压谐波成分。