[发明专利]一种级联多电平静止同步补偿器及控制方法

权利要求书

1.一种级联多电平静止同步补偿器，其特征在于：包括主电路 模块、检测模块、DSP控制模块和IGBT驱动模块；所述检测模块的输 入端与主电路模块的输出端相连接，用于采集电网系统的三相电压、 电流以及相位信号，所述检测模块的输出端与DSP控制模块的输入端 相连接；所述DSP控制模块输出端与IGBT驱动模块的输入端相连接； 所述IGBT驱动模块输出端与所述主电路模块的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种级联多电平静止同步补偿器，其特 征在于：所述主电路模块采用三相结构，每相由三个H桥单元串联构 成，每个H桥单元由两个桥臂和一个直流侧电容并联构成，所述每个 桥臂包括两个IGBT管和两个二级管，所述两个IGBT管分别与两个二级 管反向并联后串联构成。

3.根据权利要求1或2所述的一种级联多电平静止同步补偿器， 其特征在于：所述检测模块包括：三相网侧电流检测单元、三相负载 电流检测单元、直流侧电压检测单元、相位检测单元、电流互感器和 锁相环；所述三相网侧电流检测单元和三相负载电流检测单元的输入 端均通过所述电流互感器与主电路模块的输出端相连接；所述直流侧 电压检测单元的输入端与主电路模块的输出端相连接；所述相位检测 单元的输入端通过所述锁相环与主电路模块的输出端相连接；所述三 相网侧电流检测单元、三相负载电流检测单元、直流侧电压检测单元 和相位检测单元的输出端均与所述DSP控制模块的输入端相连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种级联多电平静止同步补偿器， 其特征在于：所述DSP控制模块包括A/D采样单元、主控制器单元、 外部接口单元和外扩存储单元；所述检测模块的输出端与所述A/D采 样单元输入端相连接，该A/D采样单元输出端与主控制器单元相连接； 所述主控制器单元还分别与外扩存储单元和外部输出接口单元相连 接，该外部输出接口单元的输出端与所述IGBT驱动模块相连。

5.根据权利要求1或2所述的一种级联多电平静止同步补偿器， 其特征在于：所述IGBT驱动模块由三角波发生器单元和比较器单元 组成；所述三角波发生器单元输出端与比较器单元的输入端相连接； 该比较器单元的输出端与主电路模块相连接；该比较器单元输入端还 与DSP控制模块相连接。

6.根据权利要求4所述的一种级联多电平静止同步补偿器，其特 征在于：所述A/D采样单元采用型号为AD7705的芯片；所述主控制 器单元采用信号为TMS320C28335的处理器；所述外部接口单元采用 晶体管输出光电耦合器TLP512；所述外扩存储单元采用存储芯片 SST39VF800。

7.根据权利要求5所述的一种级联多电平静止同步补偿器，其特 征在于：所述三角波发生器单元采用高频精密函数信号发生器芯片 MAX038；所述比较器单元采用四路独立的电压比较器芯片LM339。

8.一种如权利要求1至7任一项所述级联多电平静止同步补偿器 的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、由检测模块的三相负载电流检测单元输出i_la，i_lb，i_lc至 DSP控制模块的A/D采样单元，经A/D采样进入所述DSP控制模块的 主控制器单元，经派克变换后产生无功指令电流i_qref；

步骤2、由检测模块的直流侧电压检测单元输出各个H桥单元的 直流电压U_dc1-U_dc6至DSP控制模块的A/D采样单元，经A/D采样进入 DSP控制模块的主控制器单元后分别与系统直流侧电压设定值U_ref比 较形成误差信号，该信号经过调节器产生有功指令电流i_dref；

步骤3、无功指令电流i_qref与有功指令电流i_dref分别经过DSP控 制模块的主控制器单元进行线性自抗扰控制算法处理之后，形成静止 同步补偿器有功和无功电压输出指令信号U_cd和U_cq；

步骤4、由检测模块的相位检测单元输出系统相位角θ、直流侧 电压设定值U_ref、有功和无功电压输出指令信号U_cd和U_cq，经DSP控 制模块的主控制器单元计算出PWM输出的调制比M与调制波相位角α 后存入DSP控制模块的外部扩展存储单元，并经由DSP控制模块的外 部接口单元输出三相PWM调制信号至IGBT驱动模块；

步骤5、PWM调制信号进入IGBT驱动模块的比较器单元后， 与IGBT驱动模块的三角波发生单元比较，产生主电路模块IGBT驱 动信号，通过调节占空比控制静止同步补偿器输出无功电流的大小， 从而对电力系统进行无功补偿控制。