[实用新型]一种基于三段式SVPWM调制的三电平综合补偿系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能质量检测与治理的技术领域，更具体地，涉及一种基于三段式SVPWM调制的三电平综合补偿系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，基于全控型电力电子器件的静止无功发生器在电力系统中得到了广泛的研究和发展。静止无功发生器(SVG)并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需无功功率。其基本原理是利用可关断大功率电力电子器件(IGBT)组成自换相桥式电路，经过电抗器或电容器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。目前常用的静止无工发生器主要是两电平SVG，鲜有采用三电平SVG，而三电平相对两电平拓扑有谐波少、损耗小、开关频率高、效率高、节省成本的几大优点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以三电平SVG为核心，结合三段式空间矢量脉冲调制(SVPWM)的调制方式的三电平综合补偿系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种基于三段式SVPWM调制的三电平综合补偿系统，包括由可关断大功率电力电子器件组成的桥式电路；所述桥式电路具体为采用三电平的电压型桥式电路的SVG主电路；所述基于三段式SVPWM调制的三电平综合补偿系统还包括补偿电流检测模块和SVPWM调制模块，所述补偿电流检测模块用于检测三相电路的三相电流，将三相电流经计算得到三相补偿电流，并将三相补偿电流信号发射至SVPWM调制模块；所述SVPWM调制模块用于向三电平SVG主电路发射控制信号；所述三电平SVG主电路用于接收SVPWM调制模块的信号，并生成补偿电流。

本实用新型的基于三段式SVPWM调制的三电平综合补偿系统，包括三电平SVG主电路、补偿电流检测模块及SVPWM调制模块，通过补偿电流检测模块计算出给定电流，并将给定电流信号输入到SPVWM调制模块，生成SVG三电平主电路的控制信号，对SVG三电平主电路进行控制，生成所需的补偿电流，且结构简单、控制准确、实用性强。

优选地，所述SVG主电路包括用于直流储能的直流电容器C1、用于控制可关断大功率电力电子器件开关通断的电压型变换器、用于将电压型变换器接入电力系统的耦合变压器CT、用于接收SVPWM调制模块发射的控制信号的若干晶闸管VT及若干与晶闸管VT反并联的二极管D；所述电压型变换器由可关断大功率电力电子器件组成，所述电压型变换器能够通过SVPWM技术控制可关断大功率电力电子器件开关的通断。由大功率电力电子开关器件组成的电压型变换器VSC，通过空间矢量脉冲调制SVPWM技术控制电力电子开关的通断，将电容器上的直流电压变换为具有一定频率和幅值的交流电压。

优选地，所述补偿电流检测模块包括调节器PI、顺变器C32、逆变器C23、和低通滤波器LPF，所述顺变器C32、低通滤波器LPF、逆变器C23通信连接，所述调节器PI低通滤波器LPF通信连接。电网电流通过顺变器C32由三相电流 i_a、i_b、i_c变为两相i_α、i_β，经过低通滤波器LPF获取基波有功分量i_αp、i_βp以及无功分量i_αq、i_βq，经逆变器C23由有功分量i_αp、i_βp转换为三相有功电流i_ap、 i_bp、i_cp。

补偿电流检测模块按如下步骤进行检测：

S1.首先检测三相电路的电流量i_a、i_b、i_c，并将三相坐标系下的电流量经顺变器C₃₂转变到α-β两相正交坐标系下，转换方法如下：

其中，i_a,i_b,i_c分别为三相电力系统中各相电流；i_α、i_β为三相电流瞬时值在α-β两相正交坐标系的变换值；C₃₂为变换系数；