[发明专利]一种C型串联滤波式级联SVG及其负序补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相级联型变换器，具体是一种C型串联滤波式级联SVG及其负序补偿控制方法。

背景技术

随着工业化规模的扩大及科学技术的迅速发展，一方面，国民经济各部门电气化程度的日益提高，各种复杂的、精密的、对电源特性变化敏感的新型高科技用户设备的不断增加，人们对电能质量的要求越来越高；另一方面，配电网中快速冲击型负荷(如电弧炉、轧机、绞车等)、大容量电力电子非线性负荷的急剧增加，引起电网电压波动与闪变、三相供电不平衡和电压电流波形畸变等，造成电网电能质量的严重恶化。因此，改善和提高电网电能质量，已经成为当前国民经济发展的迫切要求。

配电网电能质量治理补偿装置种类众多，低压常用的有LC无源滤波器、低压有源滤波器、静止无功补偿器及配电网静止无功发生器。其中，LC无源滤波器、静止无功补偿器及配电网静止无功发生器主要用来补偿无功，低压有源滤波器主要用来补偿高次谐波。在高压补偿方面，对装置的要求较高，目前的功率补偿器主要有高压静止无功补偿器，混合型有源电力滤波器及级联型多电平无功补偿器。高压静止无功补偿器虽然结构简单，但是动态无功补偿性能不佳，同时会产生谐波。混合型有源电力滤波器虽然可以进行高压补偿，但是其结构复杂，可靠性不高，无功补偿性能不佳。目前，最通用的高压功率补偿装置是高压级联型多电平无功补偿器，是将多个H桥单元串联组成，通过采用级联型多电平PWM调制技术，将多个低压的功率单元串联实现高压输出，可适用于任何等级的电压。同时，在某个功率单元出现故障时，可自动退出系统，而其余的功率单元可继续保持运行，减少停机所造成的损失。高压级联型多电平无功补偿器具有动态响应速度快、补偿范围宽、输出谐波小、系统稳定性强等诸多优点而成为高压系统中电能质量补偿装置发展的方向。

传统的高压级联型静止无功补偿器采用单相H桥结构作为级联单元，级联单元在交流端直接串联，再经连接电抗器与电网相连。高压级联型静止无功补偿器通过采用多电平PWM调制技术来调节逆变电路输出电压的幅值和相位，或者直接控制补偿器输出电流，发出可控的无功电流。但是该种传统的SVG在应用于高压场合时，需要级联单元数较多，系统较复杂。

目前由于电力电子器件的限制，该种结构采用的是大功率开关器件，其开关频率低(3.3kV的功率开关管的开关频率一般低于2kHz，4-6kV的功率开关管的开关频率一般低于1kHz)，运用在高压大功率场合时，需要对多个H桥单元模块级联，系统较复杂，补偿能力有待提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种C型串联滤波式级联SVG及其负序补偿控制方法，有效结合LC无源滤波器和级联型无功补偿器的特点，降低级联型SVG的电压容量，提高级联型SVG的无功和负序补偿能力，提高级联型SVG的性价比。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种C型串联滤波式级联SVG，包括三个由级联型H桥链和滤波电感串联而成的支路，三个支路连接成三角形网络；所述三角形网络的三个连接点各通过一个滤波电容接入电网。

所述级联型H桥链包括多个串联的单元模块。

本发明还提供了一种上述C型串联滤波式级联SVG的负序补偿控制方法，包括以下步骤：