[发明专利]三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力不平衡控制技术，特别涉及一种三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路及控制方法。

背景技术

近几十年，伴随着电力电子技术的快速发展，各种电力电子装置在电力系统，工业、交通、家庭等众多领域中得到了广泛的应用，这些非线性、不平衡的负荷，不仅使电网电压和电流发生畸变，产生大量谐波，而且会引起配电网三相电流不对称，导致配电网中性点电压偏移，使三相电压不对称。另外许多电力电子装置都需要消耗大量的无功功率，这些无功功率不仅使线路电压降低，而且增加了线路和设备的损耗。上述问题已经越来越严重地影响了配电网和用电设备的安全，稳定运行。

为了能够解决上述问题，1986年著名的电力系统专家N.GHingorani博士提出了柔性交流输电技术(flexible AC transmission system，FACTS)。配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)是其中一种非常重要的设备，其具有自适应能力强，动作响应速度快，补偿效果好等特点，已成为改善配电网电能质量方面的研究热点。但是在实际低压配电网中，多采用三相四线制供电，同时配电网中存在各种单相负载，实际系统不可能保持完全的平衡，经常会出现三相负载不平衡，产生零序电流。而现有的D-STATCOM主要是针对三相三线制电网的，在三相四线制配电网中无法实现对中线上的零序电流的有效补偿，且当三相电网电压发生畸变或不平衡时，锁相环无法准确测得电网电压的相位。

发明内容

本发明是针对静止同步补偿器如何适用于三相四线制配电网的问题，提出了一种三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路及控制方法，能够在电网电压发生畸变和不平衡的情况下，有效地抑制配电网中谐波以及不平衡电流，补偿系统所需无功功率。

本发明的技术方案为：一种一种三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路，逆变电路的直流侧储能电容并联在四桥臂全桥逆变电路上，四桥臂全桥逆变电路由四组桥臂并联而成，每组桥臂包括两个串联的全控型器件，每个全控性器件上反并联一个二极管，每组桥臂两个全控型器件串联连接点通过交流滤波电感输出，四桥臂全桥逆变电路四路输出并联到电力系统输出的交流ABC三相和中线N上，控制电路输出控制四桥臂全桥逆变电路中的八个全控型器件通断。

所述控制电路依次包括电流检测单元、PWM信号发生单元、驱动电路单元，其中电流检测单元依次包括电网侧电压正序分量检测电路、负载侧零序电流解耦电路、负载侧谐波和无功电流检测电路。

所述三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路的控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)电网侧电压正序分量检测电路采集电网输出侧三相电压，经过计算得到电网侧电压的正序分量，将该正序分量送入锁相环，得到与电网基波正序分量的相位：

电网侧电压的正序分量为：