[发明专利]35KV大容量无功补偿和谐波抑制综合系统及其控制方法

权利要求书

1.一种35KV大容量无功补偿和谐波抑制综合系统，包括有源电力滤波器、电感、隔离变压器及多组无源滤波器，其特征是：DSP控制器与逆变器连接构成有源电力滤波器，有源电力滤波器的输出经过滤波电感后与电感并联接在隔离变压器的原边，隔离变压器的副边与单调谐无源滤波器串联，有源部分再与多组无源滤波器并联接入电网。

2.根据权利要求1所述的35KV大容量无功补偿和谐波抑制综合系统，其特征是：所述的单调谐无源滤波器由电容和电感串联组成。

3.根据权利要求1所述的35KV大容量无功补偿和谐波抑制综合系统，其特征是：每组无源滤波器单独设有户外隔离开关，隔离开关和高压开关柜之间设有互锁回路，电容器与电感的连接处接有避雷器，电容器的两端接有干式放电线圈。

4.根据权利要求1所述的35KV大容量无功补偿和谐波抑制综合系统，其特征是：所述有源电力滤波器采用硬件保护和软件保护。

5.根据权利要求5所述的35KV大容量无功补偿和谐波抑制综合系统，其特征是：当电压、电流大于保护设定值时，DSP控制器发出脉冲封锁信号，控制逆变器的IGBT，并使其关断，同时继电器发出动作信号，有源滤波器跳闸。

6.根据权利要求1所述的35KV大容量无功补偿和谐波抑制综合系统，其特征是：所述隔离变压器的原副边的匝数比为1∶2。

7.根据权利要求1所述的35KV大容量无功补偿和谐波抑制综合系统的控制方法，其特征是：采用电压外环、电流内环的双环控制策略。

直流侧电压控制外环包括以下步骤：

检测直流侧电压信号u_cf； 

计算直流侧电压参考信号u_cr与有源电力滤波器直流侧电压采样信号u_cf的差值Δu_dc；

Δu_dc经PI调节器后得到调节信号，叠加到瞬时有功电流的直流分量上，使有源电力滤波器的直流侧与交流侧交换能量，将直流侧电压调节至给定值。

电流控制内环包括以下步骤：

实时检测电网三相电流i_a、i_b、i_c，采用基于瞬时无功功率的ip_iq算法，正弦电压e_a通过锁相环和正、余弦函数发生器得到与电源电压e_a同相位的正弦信号和对应的余弦信号，i_a、i_b、i_c通过这两个信号和坐标变换矩阵计算出基波有功电流i_p和基波无功电流i_q，然后经低通滤波器滤波得到其直流分量，再经过坐标变换矩阵的逆矩阵可计算出电网三相电流的基波分量i_af、i_bf、i_cf，用系统原来的电流和计算出的基波电流作差，得到所有的谐波电流分量；

维持直流侧电压稳定的电流给定信号与谐波补偿电流参考值相加，得到的三路电流量再经无差拍控制算法，得到逆变器的指令信号，此指令信号与三角载波信号比较形成PWM信号；

PWM信号经驱动电路放大后控制逆变器的IPM模块。