[发明专利]一种无电解电容级联H桥STATCOM系统及控制方法

权利要求书

1.一种无电解电容级联H桥STATCOM系统及控制方法，其特征在于，该系统包括：三相电网、三相无功负载、滤波电感和三相级联N个双Buck复用型H桥，N≥2；所述双Buck复用型H桥包括：四个全控型开关管S1～S4、两个解耦电感L_r1和L_r2、三个薄膜电容C_r1、C_r2和C_d；所述C_r1经过L_r1接在H桥第一桥臂的中点构成第一个双向Buck电路，该双向Buck电路与H桥第一桥臂实现开关管复用，C_r2经过L_r2接在H桥第二桥臂的中点构成第二个双向Buck电路，该双向Buck电路与H桥第二桥臂实现开关管复用；所述薄膜电容C_d被用来取代H桥直流侧传统的电解电容；所述每一相中双Buck复用型H桥的第一桥臂中点与上一个H桥第二桥臂中点相连，每相第一个双Buck复用型H桥的第一桥臂中点与滤波电感相连，最后一个双Buck复用型H桥的第二桥臂中点与其他两相最后一个双Buck复用型H桥的第二桥臂中点相连。

2.如权利要求1所述的一种无电解电容级联H桥STATCOM系统及控制方法，其特征在于，该系统控制方法包括以下步骤：

步骤1：对x(x＝A,B,C)相的输出电流i_ox进行控制完成交直流侧功率交换，以实现对负载无功电流进行补偿；

步骤2：对x相各个双Buck复用型H桥的解耦电感电流i_Lrxj1与i_Lrxj2的均值进行控制，以实现有源功率解耦，对H桥直流侧电压进行二倍频波动抑制。

3.如权利要求2所述的一种无电解电容级联H桥STATCOM系统及控制方法，其特征在于，所述步骤1中x相输出电流i_ox的控制方法为：

将x相的输出电流i_ox与其给定值i_ox^*作差，差值送入PR控制器，用该相电网电压u_sx减去PR控制器的输出即得到该相含零序电压的输出电压给定值u_rx；对u_rx进行零序电压分离即得到该相的参考输出电压u_ox；用u_ox加上相内电压均衡控制结果Δu_xj(j＝1,2,…,N)，其和再除以x相直流侧电压总和u_dcx，得到的结果即为x相第j个双Buck复用型H桥的参考调制波u_oxj；用u_oxj加上x相第j个H桥模块的有源功率解耦控制调制波u_xcj，得到的结果即为x相第j个H桥模块第一桥臂的调制波u_oxj1；对u_oxj取反得到-u_oxj，用-u_oxj加上x相第j个H桥模块的有源功率解耦控制调制波u_xcj，得到的结果即为x相第j个H桥模块第二桥臂的调制波u_oxj2；根据u_oxj1、u_oxj2，利用载波移相SPWM技术对各个H桥的四个开关管进行驱动。

4.如权利要求3所述的一种无电解电容级联H桥STATCOM系统及控制方法，其特征在于，所述对u_rx进行零序电压分离得到x相参考输出电压u_ox的具体方法为：

求取u_ra、u_rb和u_rc的平均值，再将平均值乘以-1即可得到各相的零序电压u_zx；将u_zx叠加到u_rx上即可实现给定电压的零序分离，从而得到u_ox。