[发明专利]一种综合电能质量调节器及控制方法

权利要求书

1.一种综合电能质量调节器，包括串联有源滤波器单元、并联有源滤波器单元、测量单元和控制单元，串联有源滤波器单元中的第一逆变器单元和并联有源滤波器单元中的第二逆变器单元共用一个直流贮能电容器，串联有源滤波器单元通过第一变压器单元串联接入系统，测量单元用于采集来自电网、串联有源滤波器单元和并联有源滤波器单元的电压、电流信号，其特征在于：

并联有源滤波器单元(2)和并联无源滤波器单元(6)串联构成并联单元(5)，并联接入系统；

控制单元(7)由并联控制单元(8)和串联控制单元(9)构成，它根据从测量单元(3)输入的电压、电流信号输出驱动脉冲，其中，并联控制单元(8)用于控制并联有源滤波器单元(2)输出指定的电压，串联控制单元(9)用于控制串联有源滤波器单元(1)输出正弦电流；

串联有源滤波器单元(1)由串联控制单元(9)控制，通过对第一逆变器单元(1.l)各开关管的驱动，使串联有源滤波器单元(1)输出正弦电流；

并联有源滤波器单元(2)由并联控制单元(8)控制，通过对第二逆变器单元(2.1)各开关管的驱动，使并联有源滤波器单元(2)输出指定电压；

并联无源滤波器单元(6)为LC滤波电路，用于给负荷谐波电流提供低阻抗通路并补偿负荷的无功功率。

2.权利要求1所述的综合电能质量调节器的控制方法，其特征在于：所述并联控制单元(8)的控制结构为：

无功计算单元(8.1)根据输入的负荷电压和电流v_l、i_l信号，计算负荷基波无功Q_L，并将该信号传递给无功补偿计算单元(8.2)；

基波分解单元(8.3)根据输入负荷电压和电流v_l、i_l信号，计算获得负荷电压基波有效值V_lf、同相单位正弦波v*_lf1和差相单位正弦波v*_lf2，其中，v*_lf1为与v_l同相位的单位正弦波、v*_lf2为超前于v_l90°电角度的单位正弦波；

无功补偿计算单元(8.2)的输入信号为Q_L、V_lf和Xc，其中Xc为并联无源滤波器单元6的等值基波电抗、V_lf为负荷电压的基波有效值，通过下式获得并联有源滤波器单元(2)需输出的用于无功调节的电压幅值V*_ipq：

V*_ipq＝1.41(V_lf–Q_l*Xc/V_lf)

第一比例积分单元(8.4)的输入信号为△V_dc＝V*_dc－Vdc，其中V*_dc为直流侧电压目标值、V_dc为直流侧电压实际值；根据比例积分算法获得并联有源滤波器单元(2)需输出的用于稳定直流侧电压的电压幅值V*_lpp；

谐波分解单元(8.5)的输入信号为v_l；计算获得负荷电压谐波分量v_lh，并将该信号传递给第二比例积分单元(8.6)；

第二比例积分单元(8.6)的输入信号为v_lh；计算获得并联有源滤波器单元(2)需输出的谐波电压v*_lPh；

并联脉冲宽度调制控制单元(8.7)根据输入信号v*_lp，v*_lp＝v*_lpp+V*_lpq+v*_lPh)，v*_lpq＝V*_lpq*v*_lf1，v*_lpp＝V*_lpp*v*_lf2，计算获得第二逆变器单元(2.1)中开关管的触发脉冲信号，并输送给并联驱动单元(8.8)；

并联驱动单元(8.8)根据输入的触发脉冲信号，对触发脉冲信号进行隔离放大，输出对第二逆变器单元(2.1)中开关管的驱动脉冲，驱动开关管。

3.根据权利要求1所述的综合电能质量调节器，其特征在于：所述串联控制单元(9)的控制结构为：

同步信号单元(9.1)根据输入信号v_s或i_s，计算获得串联有源滤波器单元(1)需输出的电流的参考单位正弦波i*_lsu；

第三比例积分单元((9.2)根据输入信号△V_lf，且△V_lf＝V*_lf－V_lf，其中V_lf为负荷电压基波有效值，V*_lf为负荷基波电压目标有效值，计算获得串联有源滤波器单元(1)需输出的基波电流幅值Irs；

滞环电流单元(9.3)根据输入信号i*_ls和i_ls，其中，i*_ls＝I*ls*i*_lSu，计算获得第一逆变器单元(1.1)中各开关管的触发脉冲信号，输送给串联驱动单元(9.4)；

串联驱动单元(9.4)根据输入的触发脉冲信号，对触发脉冲隔离放大，输出对第一逆变器单元(1.1)中开关管的驱动脉冲，驱动开关管。