[发明专利]中点钳位三电平拓扑结构的逆变器电流补偿控制方法

说明书

【技术领域】

本专利涉及电力技术领域，具体涉及输配电领域中，用中点钳位三电平拓扑结构构成的逆变器来补偿谐波电流，对基波中的负序，零序，无功分量进行补偿的控制方法。 

【背景技术】

电力电子技术带来方便，高效的巨大利益的同时，它的非线性、冲击性和不平衡用电特性，也给公用电网的供电质量造成严重污染，对公用电网注入大量的谐波和无功功率。另一方面，随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用，人们对公用电网的供电质量要求越来越高，对电网中的谐波含量及用电设备的功率因数提出了更严格的要求。 

电能质量问题会产生诸多危害，诸如导致设备工作异常、产生废品、计算机复位，数据丢失，设备能效降低，寿命缩短、过热，烧毁，电容器击穿损坏、功率因数下降、设备容量下降，电力损耗增加，付出更多电费等。 

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种基于中点钳位三电平拓扑结构的逆变器电流补偿控制方法。 

本发明采用如下技术方案，提供一种中点钳位三电平拓扑结构的逆变器电流补偿控制方法，包括如下步骤： 

S1:检测各相负载电流iLA,iLB,iLC，各相负载电压ULA,ULB,ULC； 

S2:根据各相负载电压ULA,ULB,ULC用软锁相环生成标准的正弦信号2sin(ωt-2mπ/3)、2sinωt，余弦信号2cos(ωt-2mπ/3)、2cosωt； 

S3:将步骤S1中的各相负载电流分别与步骤S2中的标准正、余信号相乘后经过一组截至频率高于2倍负载电流基波频率的低通滤波器滤波，得到各相负载电流的直流分量； 

S4:根据计算矩阵和步骤S3中各相负载电流的直流分量计算各相负载电流的谐波电流，负序电流，零序电流，正序无功电流的幅值； 

S5:将谐波电流，负序电流，零序电流，正序无功电流的幅值乘以各相负载电流的相位，得到各相理想电流iA,iB,iC； 

S6:将各相理想电流iA,iB,iC分别减去各相负载电流iLA,iLB,iLC，得到各相补偿电流指令信号ia,ib,ic；输出补偿电流指令产生PWM驱动信号控制中点钳位三电平拓扑模块的开关。 

优选的，所述计算矩阵为：

优选的，补偿谐波和负序、零序电流的同时也补偿基波正序无功电流时，将检测到的三相负载电流iLA,iLB,iLC求和取反后可得到中线不对称电流补偿指令。 

优选的，将各相补偿电流指令信号ia,ib,ic相加取反后可得到中线不对称电流补偿指令。 

本发明的有益技术效果是： 

1.该补偿方法能同时对谐波，负序电流，零序电流，正序无功电流，中线不对称电流进行补偿。减少能源的附加损耗，提高了电能质量，避免了，消除了零序谐波在中线上的电流迭加，改善了电气设备的安全性能。 

2.该补偿方法采用主动式无级补偿，不会产生过电压和过电流，使设备的使用寿命延长，效率提高。 

3.补偿无需电力电容器，不需增大供电设备的容量。 

【附图说明】

图1补偿工作原理图； 

图2实施例一中的中点钳位三电平拓扑结构逆变器的电路结构框图； 

图3实施例一中的中点钳位三电平拓扑结构逆变器电流补偿控制方法补偿指令运算框图。 

【具体实施方式】

先概述谐波补偿原理：将电流互感器检测到负载电流进行计算， 计算出负载电流基波分量，谐波、无功、不平衡分量，然后产生一个幅值和谐波、无功、不平衡分量相同，相位和谐波、无功、不平衡分量相反的电流，该电流和谐波、无功、不平衡分量相抵消，从而得到只剩下基波分量的纯净电流。其工作原理如图1所示,其中： 

is＝iL+iC,其中iL为负载电流，iC未补偿电流；   -----------(1) 

iL＝iLf+iLh,其中iLf为负载电流的基波分量，iLh为负载电流中的谐波，无功，不平衡电流分量；   -----------(2) 

iC＝-iLh；   -----------(3) 

由公式(1)，(2)，(3)得出： 

is＝iLf+iLh+iC＝iLf+iLh+(-iLh)＝iLf 

为了使本专利的技术方案和技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利的具体实施方式进行详细描述。 

实施例一：