[发明专利]一种星形级联H桥STATCOM不平衡电流补偿拓扑及补偿方法

权利要求书

1.一种星形级联H桥STATCOM不平衡电流补偿方法，其特征在于，适用于一种星形级联H桥STATCOM不平衡电流补偿拓扑，包括：级联H桥STATCOM主回路每相由N个H桥逆变器串联而成，以星形方式连接并通过电感连接到电网中，连接电感起滤除高次谐波的作用；

具体包括

方法一、具体三相电网和组感性负载之间并联一级联H桥STATCOM，0.15s，电网电压A相跌落至0，STATCOM输出正序无功电流用于无功补偿，输出负序电流用于补偿负载侧负序电流；具体实现步骤如下：

1)检测负载处产生的电流，得到电流的正序分量和负序分量；

2)对步骤1)得到的正序分量和负序分量分别做abc/dq变换，得到正负序有功分量和无功分量，并将正序无功分量作为STATCOM输出电流的正序分量的指令值；

3)将步骤2)得到的负序无功分量作为STATCOM输出负序电流的无功分量的指令值；

4)对步骤2)检测到的负序有功分量加以约束；其中s表示STATCOM输出负序无功分量与负序有功分量的比值，k表示电网电压单相跌落深度；若步骤2)检测到的负序有功电流在安全范围以内，则将检测到的负序有功分量作为STATCOM输出负序电流的的有功分量指令值，否则以安全范围内不大于检测到的负序有功分量的最大值作为STATCOM输出负序有功电流的指令值；

5)将步骤4)求得的指令值与STATCOM输出电流分别在正负序dq坐标系下经过比例积分控制器调整，再经过dq/abc变换，得到正序电压和负序电压的调制波m_p，m_n；

6)将步骤5)求得的调制波与零序电压调制波m₀相加，经过直流电压相内控制与CPS-SPWM，即可得到IGBT驱动信号；

零序电压调制波注入量m₀表达式如下：

其中为STATCOM的A相、B相输出电流相角，为A相跌落时的注入零序电压相角表达式，B、C相跌落时需分别减小增大

方法二、三相电网和组感性负载之间并联一级联H桥STATCOM，0.15s，电网电压BC两相同时跌落至0.2倍，STATCOM输出正序无功电流用于无功补偿，输出负序电流用于补偿负载侧负序电流；具体实现步骤如下：

1)检测负载处产生的电流，得到电流的正序分量和负序分量；

2)对步骤1)得到的正序分量和负序分量分别做abc/dq变换，得到正负序有功分量和无功分量，并将正序无功分量作为STATCOM输出电流的正序分量的指令值；

3)将步骤2)得到的负序无功分量作为STATCOM输出负序电流的无功分量的指令值；

4)对步骤2)检测到的负序有功分量加以约束，电网电压两相跌落至同一深度时；其中1/k表示两相跌落深度的倒数；若步骤2)检测到的负序有功电流在安全范围以内，则将检测到的负序有功分量作为STATCOM输出负序电流的的有功分量指令值，否则以安全范围内不大于检测到的负序有功分量的最大值作为STATCOM输出负序有功电流的指令值；

5)将步骤4)求得的指令值与STATCOM输出电流分别在正负序dq坐标系下经过比例积分控制器调整，再经过dq/abc变换，得到正序电压和负序电压的调制波m_p，m_n；

6)将步骤5)求得的调制波与零序电压调制波m₀相加，经过直流电压相内控制与CPS-SPWM，即可得到IGBT驱动信号；

零序电压调制波注入量m₀表达式如下：

其中为STATCOM的A相、B相输出电流相角，为BC相跌落时注入的零序电压相角表达式，若为其余AC相跌落，AB相跌落的情况需分别减小增大

方法三、三相电网和组感性负载之间并联一级联H桥STATCOM，0.15s，电网电压A相跌落至0.2倍，B相跌落至0.5倍；STATCOM输出正序无功电流用于无功补偿，输出负序电流用于补偿负载侧负序电流；具体实现步骤如下：

1)检测负载处产生的电流，得到电流的正序分量和负序分量；

2)对步骤1)得到的正序分量和负序分量分别做abc/dq变换，得到正负序有功分量和无功分量，并将正序无功分量作为STATCOM输出电流的正序分量的指令值；

3)将步骤2)得到的负序无功分量作为STATCOM输出负序电流的无功分量的指令值；

4)对步骤2)检测到的负序有功分量加以约束，若电网电压三相均不相等，或相位发生变化，则令STATCOM输出负序有功电流的指令值为0；

5)将步骤4)求得的指令值与STATCOM输出电流分别在正负序dq坐标系下经过比例积分控制器调整，再经过dq/abc变换，得到正序电压和负序电压的调制波m_p，m_n；

6)将步骤5)求得的调制波与零序电压调制波m₀相加，经过直流电压相内控制与CPS-SPWM，即可得到IGBT驱动信号；

零序电压调制波注入量m₀表达式如下：