[发明专利]一种无功补偿和谐波治理系统及应用此系统实现无功补偿和谐波治理的控制方法

权利要求书

1.应用无功补偿和谐波治理系统实现无功补偿和谐波治理的控制方法，所述无功补偿 和谐波治理系统由无源无功补偿部分(1)、控制部分(2)和有源无功补偿及谐波治理部分 (3)组成，无源无功补偿部分(1)与有源无功补偿及谐波治理部分(3)并联接入电网， 所述的无源无功补偿部分(1)由M组晶闸管投切电容器(TSC)并联组成，两个反向并 联的晶闸管(D)构成的晶闸管阀组和补偿电容器C串联成一支路，三组所述的支路采用 三角形连接方式进行连接构成一组晶闸管投切电容器(TSC)，连接点分别接入到电网的三 相中，其中，M为大于1的整数，所述的有源无功补偿及谐波治理部分(3)由一个静止无 功发生器(SVG)和三个电感(L)组成，静止无功发生器(SVG)由电压源型三相全桥逆 变器组成，电压源型三相全桥逆变器的三相输出端分别连接一个电感(L)的一端，三个电 感(L)的另一端分别连接到电网的三相中，所述的控制部分(2)由控制器(2-1)、TSC 驱动电路(2-2)、SVG驱动电路(2-3)、第一光耦隔离电路(2-4)和第二光耦隔离电路(2-5) 组成，控制器(2-1)通过第一光耦隔离电路(2-4)连接TSC驱动电路(2-2)以实现对TSC 驱动电路(2-2)的控制，TSC驱动电路(2-2)的M个控制信号输出端分别与M组晶闸管 投切电容器(TSC)的门极触发端相连，控制器(2-1)通过第二光耦隔离电路(2-5)连接 SVG驱动电路(2-3)以实现对SVG驱动电路(2-3)的控制，SVG驱动电路(2-3)的6个控 制信号输出端分别与静止无功发生器(SVG)的6个门极触发端相连；

无功补偿和谐波治理的过程为：

步骤一、检测电网a相电流的瞬时值i_sa及电网c相电流的瞬时值i_sc，检测负载a相电 流的瞬时值i_La及负载c相电流的瞬时值i_Lc，检测静止无功发生器(SVG)输出的a相电流 的瞬时值i_Fa及静止无功发生器(SVG)输出的c相电流的瞬时值i_Fc，检测静止无功发生器 (SVG)直流母线电压的瞬时值u_dc；

步骤二、控制器(2-1)根据采样得到的负载a相电流的瞬时值i_La及负载c相电流的瞬 时值i_Lc，利用晶闸管投切电容器(TSC)投切规则计算出晶闸管投切电容器(TSC)的投 切组合方式W，TSC驱动电路(2-2)发出TSC投切信号S₁～S_M以完成上述投切组合方式；

步骤三、控制器(2-1)根据采样得到的电网a相电流的瞬时值i_sa及电网c相电流的瞬 时值i_sc，利用瞬时无功功率理论计算出静止无功发生器(SVG)补偿电流的指令值i^*_Fa；

步骤四、控制器(2-1)根据采样得到的静止无功发生器(SVG)输出的a相电流的 瞬时值i_Fa、静止无功发生器(SVG)输出的c相电流的瞬时值i_Fc、静止无功发生器(SVG) 直流母线电压的瞬时值u_dc及在步骤三中得到的静止无功发生器(SVG)补偿电流指令值 i^*_Fa，采用直接电流控制方法生成PWM信号，SVG驱动电路(2-3)发出SVG投切信号P₁～P₆；

其特征在于在步骤三中，控制器(2-1)根据采样得到的电网a相电流的瞬时值i_sa及电 网c相电流的瞬时值i_sc，基于瞬时无功功率理论计算出电网电流中的无功电流与谐波电流 分量之和i_saq，采用i^*_Fa＝ki_saq控制策略，确定静止无功发生器(SVG)补偿电流指令值i^*_Fa， 其中，k由希望达到的SVG补偿率B计算得到，k＝B/(1-B)。