[发明专利]一种带局部灵敏度分析功能的无功和谐波补偿方法

摘要

一种带局部灵敏度分析功能的无功和谐波补偿方法，通过建立系统的频域模型，解决占空比中各偶次谐波调制项产生的谐波交叉耦合问题，使调制难度显著降低。推导出装置的无功补偿电流和各次谐波电流与占空比的定量关系，提出灵敏度分析方法，得到了补偿电流中各次谐波和占空比各谐波调制项的一般性对应关系，采用基于同步参考坐标理论的闭环控制算法使系统可以实时、快速、精确地补偿无功和谐波电流。与现有的装置及其控制方法相比，本发明提出的局部灵敏度分析方法，更好的解决了Boost交流斩波型D‑CAP的无功和谐波补偿精度受限问题，响应速度更快，补偿更精确。

主权项

1.一种带局部灵敏度分析功能的无功和谐波补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：a)通过公式以及公式建立Boost交流斩波器的数学模型，其中μ_c(t)为Boost交流斩波器的输出电压，i_c(t)为Boost交流斩波器的补偿电流，μ_s(t)为电源电压，i_L(t)为流过Boost交流斩波器的电容C上的电流，d(t)为Boost交流斩波器的双向开关K₁的占空比，1‑d(t)为Boost交流斩波器的双向开关K₂的占空比；b)当占空比d(t)为恒定常数D₀时，通过公式以及公式建立Boost交流斩波型D‑CAP的无功补偿数学模型，其中U_s为电网电压幅值，ω为基波角频率，C为无功补充电容值，t为时间变量；c)当向占空比d(t)加入偶次谐波调制项EHM时，通过公式，建立Boost交流斩波型D‑CAP的偶次谐波调制数学模型，其中0≤D₀+D₂+D₄+···+D_n≤1，D_n为第n次偶次谐波调制项的幅值，为第n次偶次谐波调制项的初始相角；d)通过公式以及建立Boost交流斩波型D‑CAP的频域模型，Y_RL为Boost交流斩波器中滤波电感L和寄生电阻R的串联导纳矩阵，Z_c为Boost交流斩波器中电容C的阻抗矩阵，其中Y11(n,n)＝Y22(n,n)＝real(yRL(n))Y12(n,n)＝‑Y21(n,n)＝imag(yRL(n))Z11(n,n)＝Z22(n,n)＝real(Zc(n))Z12(n,n)＝‑Z21(n,n)＝imag(Zc(n))yRL(n)＝1/(R+j2π50nL)，yRL(n)为L与R的串联导纳，j为复数单位，Zc(n)＝‑j/2π50nC)，Zc(n)为C的阻抗；e)通过公式计算网侧电压μ(ωt)，式中a₀为常数项，a_n为傅里叶级数正弦项系数，b_n为傅里叶级数余弦项系数，将网侧电压由进行一维矩阵表示，其中U₁...U_n分别为网侧电压傅里叶展开式的cos项和sin项幅值系数，通过公式计算系统的无功补偿电流式中E为单位矩阵，T为交流斩波电路对应的矩阵，T为转置符号，为网侧电压矩阵的转置；f)根据公式建立Boost交流斩波型D‑CAP的灵敏度分析模型，其中x＝[2C,2S,4C,4S···]，C为余弦项，S为正弦项，D_x为傅里叶级数展开式系数。