[发明专利]一种基于级联H桥STATCOM的无功补偿兼滤波装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于级联H桥STATCOM的无功补偿兼滤波装置。

背景技术

随着现代工业和科学技术的发展，电力电子装置被广泛应用，在为人类创造物质文明的同时也导致大量谐波注入电网，使电网电压和电流波形发生畸变，电能质量日益下降。传统的高压电网滤波装置一般为FC、TSC等无源滤波装置，近几年低压电网滤波装置又流行使用有源电力滤波器(APF)，但以上这些装置，均不能有效治理高压电网上各次高次谐波治理的要求，而且对低次谐波有放大作用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于级联H桥STATCOM的无功补偿兼滤波装置，能快速连续补偿无功及有效滤除高压电网15次以下谐波。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：

一种基于级联H桥STATCOM的无功补偿兼滤波装置，包括级联H桥STATCOM模块以及控制模块；所述级联H桥STATCOM模块包括三个级联多电平逆变器，所述级联多电平逆变器包括n个串联的H桥单元，每个H桥单元设有四个开关器件T1、T2、T3、T4及直流电容，开关器件T1、T2及开关器件T3、T4串联后分别与直流电容并联，四个开关器件T1、T2、T3、T4各并接有反向的二极管，开关器件T1、T2的公共端和开关器件T3、T4的公共端作为每个H桥单元的输出端，多个H桥单元的输出端首尾相连；三个级联多电平逆变器采用星型接法，三个级联多电平逆变器的尾输出端短接构成中性点N，首输出端分别作为A、B、C相输出端，所述A、B、C相输出端分别经充电电阻、滤波电感与三相电网相连；所述控制模块用于对三相电网的电谐波电流进行检测，输出PWM驱动脉冲至级联H桥STATCOM模块，级联H桥STATCOM模块向三相电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零。

进一步，所述对谐波电流的检测采用i_p-i_q谐波检测法，首先通过传感器采集三相电流和电压波形信号，设三相电路各相电流和电压分别为i_a、i_b、i_c和e_a、e_b、e_c；

采用PLL锁相环和正、余弦信号发生装置处理传感器采集到的电压信号，得到与A相电网电压e_a同相位的正弦信号sinωt和对应的余弦-cosωt；把a-b-c三相静止坐标系通过坐标变换转化为α-β两相静止垂直坐标系，a-b-c三相对称电流互差120°，α-β两相静止垂直坐标系的α轴与a-b-c三相静止坐标系中a轴方向相同，β轴超前α轴90°相角度；

通过以下计算式算出瞬时有功电流i_p和瞬时无功电流i_q：