[发明专利]一种新型静止同步补偿器

说明书

本发明公开一种新型静止同步补偿器，其特征在于该补偿器的拓扑在传统LCL滤波支路上引入了一个并联谐振和一个串联谐振。并联谐振频率设置为250Hz，使得滤波支路对5、7次谐波都有比较高的阻抗，衰减流经滤波支路的5、7次谐波电流，进而保护滤波电容；串联谐振，类似于LLCL结构的原理，谐振频率设置为开关频率，使得开关频率处的谐波流经滤波支路而不注入电网。该新型静止同步补偿器，通过并联谐振实现了衰减5、7次谐波流经滤波支路的目的，串联谐振有效地过滤了开关频率处的谐波。并且在衰减了5、7次谐波流进滤波支路的同时，保护了滤波电容；减少了阻尼电阻的损耗，提高了系统的效率。

技术领域

本发明属于治理谐波领域，尤其涉及一种基于新型LCL滤波器的静止同步补偿器。

背景技术

基于LCL的并网逆变器(LCLgridconnectedinverter)在实际应用中存在两个问题：1)并网电流谐振；2)滤波电容过流损毁。

前者是由于LCL为一个三阶系统，自身存在一个无阻尼谐振点，需采用阻尼措施维持系统稳定。阻尼措施主要分为有源阻尼和无源阻尼两大类：有源阻尼通过采样滤波电容电压或电流信号作为内环反馈来实现LCL谐振点的抑制，虽然不存在损耗的问题，但是增加了控制的复杂度和额外的传感器；无源阻尼通过在滤波电容支路串联或并联阻尼电阻来实现谐振电流的抑制，控制策略简单可靠，得到了更广泛的应用。

后者则是由于实际运行中，电网背景谐波(主要是5、7次谐波)的存在，使得流经滤波电容支路的5、7次谐波电流大量增长，最终导致滤波电容过流损毁，采取相应措施保护滤波电容很有必要。而目前国内外文献的研究内容主要针对于减弱电网背景谐波对并网电流质量的影响，对滤波电容保护的研究很少。

发明内容

本发明就是针对上述问题，设计了一种基于新型LCL滤波器的静止同步补偿器，该补偿器的拓扑在传统LCL滤波支路上引入了一个并联谐振和一个串联谐振。并联谐振频率设置为250Hz，使得滤波支路对5、7次谐波都有比较高的阻抗，衰减流经滤波支路的5、7次谐波电流，进而保护滤波电容；串联谐振，类似于LLCL结构的原理，谐振频率设置为开关频率，使得开关频率处的谐波流经滤波支路而不注入电网。

本发明采用的技术方案是，一种新型静止同步补偿器，包括新型LCL滤波器、功率开关器件、LCL-STATCOM控制策略。

所述的新型LCL滤波器，增加了谐振模块1和L3，其中L4和C4构成谐振模块1，L3和Cf构成谐振模块2。将谐振模块1调谐于250Hz以有效地抑制流经滤波支路的5次谐波电流，并衰减7次谐波电流；同时谐振模块2和谐振模块1一起配合形成串联谐振，调谐于开关频率，为开关频率处的谐波提供一个低阻通道，减少开关频率谐波注入电网。

所述的功率开关器件，选用的是英飞凌型号FP100R12WKT4的IGBT，额定电压为1200V，额定电流为100A。

所述的LCL-STATCOM控制策略，采用PI调节器分别对电压外环以及电流内环进行控制，参考电流的有功分量由电压外环经PI调节得到，无功分量由电网检测得到，并且STATCOM在运行时，系统需要提供少量有功分量，以补偿运行时的一系列损耗。

本发明的有益效果是，该新型静止同步补偿器，采用的是一种适用于并网逆变器的新型LCL滤波器，通过并联谐振实现了衰减5、7次谐波流经滤波支路的目的，串联谐振有效地过滤了开关频率处的谐波。并且在衰减了5、7次谐波流进滤波支路的同时，保护了滤波电容；减少了阻尼电阻的损耗，提高了系统的效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明电路原理框图。

具体实施方式