[发明专利]一种用于输配电的无功补偿装置和方法

权利要求书

1.一种用于输配电的无功补偿装置，其特征在于，所述无功补偿装置包括：直流电压采集模块、交流电源电压采集模块、交流电源电流采集模块、参考电流幅值计算模块、参考电流相位计算模块、参考电流计算模块、调制信号计算模块、PWM调制模块、无功补偿主电路；

所述直流电压采集模块采集无功补偿装置的直流侧母线电压，其输出端连接所述参考电流幅值计算模块的输入端，所述直流电压采集模块输出直流侧母线采集电压Vdc到参考电流幅值计算模块；

所述参考电流幅值计算模块的输出端连接所述参考电流计算模块的第一输入端，计算得到参考电流的幅值i^*；

所述交流电源电压采集模块采集输配电系统中交流电源三相电压实时值，其输出端连接参考电流相位计算模块的输入端；

所述参考电流相位计算模块的输出端连接参考电流计算模块的第二输入端，计算得到三相参考电流的相位值；

所述参考电流计算模块的输出端连接所述调制信号计算模块的输入端，计算得到三相参考电流；

所述交流电源电流采集模块采集输配电系统中交流电源三相电流实时值，输入到所述调制信号计算模块；

所述调制信号计算模块的输出端连接PWM调制模块的输入端，计算得到三相调制信号Va、Vb、Vc；

所述PWM调制模块的输出端连接无功补偿主电路的输入端，用于驱动无功补偿主电路。

所述无功补偿主电路的输出端连接输配电系统的交流电源输出端，逆变产生无功补偿信号，实现无功补偿的功能。

2.根据权利要求1所述的一种用于输配电的无功补偿装置，其特征在于，所述参考电流幅值计算模块根据直流侧母线采集电压Vdc与参考电压Vref的差值ΔV_dc，经过改进型PI调节器，计算得到所述参考电流的幅值i^*。

3.根据权利要求2所述的一种用于输配电的无功补偿装置，其特征在于，所述改进型PI调节器的改进比例系数s_kp和积分系数s_ki为：

其中，α、β为调整因子，预设比例系数k_p和积分系数k_i。

4.根据权利要求3所述的一种用于输配电的无功补偿装置，其特征在于，所述参考电流的幅值i^*为：

5.根据权利要求1所述的一种用于输配电的无功补偿装置，其特征在于，所述参考电流相位计算模块利用锁相环技术，计算得到交流电源三相电压的相角作为三相参考电流的相位值。

6.根据权利要求1所述的一种用于输配电的无功补偿装置，其特征在于，所述参考电流计算模块根据三相参考电流的幅值和三相参考电流的相位值，计算得到三相参考电流。

7.根据权利要求1所述的一种用于输配电的无功补偿装置，其特征在于，所述调制信号计算模块分别计算交流电源三相电流实时值和三相参考电流的差值，得到三相调制信号Va、Vb、Vc。

8.根据权利要求1所述的一种用于输配电的无功补偿装置，其特征在于，所述PWM调制模块将谐波分量V_har1、V_har2注入到三相调制信号Va、Vb、Vc，得到新三相调制信号，并分别将新三相调制信号与载波比较，产生对应的驱动信号；所述谐波分量V_har1、V_har2为：

其中，N为无功补偿主电路输出电平数，mod为余数函数，k＝a，b，c。

9.一种用于输配电的无功补偿方法，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一所述的无功补偿装置，实现输配电系统的无功补偿功能。