[发明专利]一种具有谐波优化调节器的三角形H桥级联STATCOM

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统无功补偿和谐波治理领域，尤其涉及一种具有谐波优化调节器的三角形H桥级联STATCOM（静止同步补偿器)。

背景技术

电力系统中的非线性负载主要包括变频器、中频炉和电渣炉等。随着这类非线性负载的广泛应用，电力系统的电能质量日益恶化，主要体现在电力系统中三相电流不平衡且含有无功和谐波电流。在高压场合，通常以H桥级联的星形STATCOM对负载无功和谐波进行补偿，但星形拓扑的STATCOM对不平衡的补偿能力有限，通常还要其他设备（SVC）来补偿三相电流不平衡。近年来，H桥级联的三角形STATCOM成为研究热点，其不但可以补偿负载无功和谐波，还可以补偿负载电流的三相不平衡，使得功能更加集成化。

利用三角形STATCOM进行补偿时，存在将线电流指令转化为相电流指令的问题，即相电流指令的计算。对于负载中的无功和不平衡，可采用斯坦梅兹理论计算相电流指令。对于负载中的谐波，同一个工况下的线电流指令，存在无数种相电流指令的解。因此，有必要研究一种谐波线电流指令转化为谐波相电流指令的方法，且该方法应该满足最大程度地减小设备容量，同时使三角形STATCOM各个相流过的谐波电流有效值尽可能相近的要求。

发明内容

为了求得同一工况下，谐波线电流指令转化为谐波相电流指令的最优解，本发明提供了一种具有谐波优化调节器的三角形H桥级联STATCOM，该谐波优化调节器通过对负载电流采样，并利用DSP完成优化算法，所求的解可以满足最大程度地减小设备容量，同时使三角形STATCOM各个相流过的谐波电流有效值尽可能相近的要求。

本发明提供了一种具有谐波优化调节器的三角形H桥级联STATCOM，其谐波优化调节器将负载电流进行傅里叶分解，得到各次谐波线电流的幅值和相位；其谐波优化调节器的DSP实时计算模块的算法为：在平面直角坐标系中，分别作出各次谐波的线电流向量，使三相向量首尾相接，根据谐波线电流三相向量首尾相接后的形状，求出满足三角形STATCOM装机容量最小且其各相谐波电流有效值尽可能相近要求的谐波相电流指令；最后将各次谐波相电流指令相加，得到最优的三角形STATCOM谐波相电流指令。

在一些实施方式中，谐波线电流三相向量首尾相接后的形状为锐角三角形时，以此三角形的外接圆圆心为起始点，以此三角形三个顶点为终点，得到的三个向量分别为满足最优要求的三角形STATCOM的三个谐波相电流指令。

在一些实施方式中，谐波线电流三相向量首尾相接后的形状为直角三角形或钝角三角形时，以谐波线电流三个向量的模值最大者的中点为起始点，以此三角形三个顶点为终点，得到的三个向量分别为满足最优要求的三角形STATCOM的三个谐波相电流指令。

本发明的优点在于，当某次谐波线电流向量首尾相接为锐角或直角三角形时，虽然三相线电流大小可能不同，但是所求得的三角形STATCOM的三个相电流大小相等，且也在此时，三角形STATCOM的三个相电流的最大值取得最小；当某次谐波线电流向量首尾相接为钝角三角形时，所求得的三角形STATCOM的三个相电流大小虽然不相等，但三角形STATCOM的三个相电流的最大值取得最小；综上，本发明提供了一种实现三角形STATCOM补偿负载谐波的指令算法，且该算法可以最大程度地节省设备的装机容量。

附图说明

图1为三角形级联STATCOM补偿负载的结构图；

图2H桥单元结构图；

图3为谐波线电流转化为谐波相电流的向量图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。