[发明专利]一种三相四桥臂多电平有源补偿装置及控制方法

权利要求书

1.一种三相四桥臂多电平有源补偿装置，其特征在于，包括：检测单元、控制单元和补偿单元；其中，

所述检测单元连接所述控制单元，用于获取配电网零序电压并传输给所述控制单元；

所述控制单元连接所述补偿单元，用于根据所述零序电压判断所述配电网是否发生单相接地故障并生成控制信号；

所述补偿单元连接所述配电网，用于在所述控制信号的作用下向所述配电网注入补偿电流或者零序电流。

2.根据权利要求1所述的三相四桥臂多电平有源补偿装置，其特征在于，所述补偿单元包括对应于所述配电网的ABC相的功率子单元；

对应ABC相的功率子单元的连接供电子单元第一端分别连接供电子单元；第二端相连接构成中性点且该中性点直接接地。

3.根据权利要求2所述的三相四桥臂多电平有源补偿装置，其特征在于，所述功率子单元由至少两个功率模块构成，所述至少两个功率模块串联。

4.根据权利要求3所述的三相四桥臂多电平有源补偿装置，其特征在于，所述功率模块包括4个开关器件以及电容构成的H桥；

第一开关器件的第一端连接电容的正极，第二端连接第三开关器件的第一端，所述第三开关器件的第二端连接所述电容的负极；

第二开关器件的第一端连接电容的正极，第二端连接第四开关器件的第一端，所述第四开关器件的第二端连接所述电容的负极。

当所述功率子单元由至少两个功率模块构成时，所述H桥中第一开关器件与第三开关器件的第一端连接供电子单元或者上一级功率模块中第二开关器件与第四开关器件的第二端，所述H桥中第二开关器件与第四开关器件连接下一级功率模块的第一开关器件与第三开关器件的第一端或者地。

5.根据权利要求4所述的三相四桥臂多电平有源补偿装置，其特征在于，串联的功率模块的数量与线电压的关系为：

U_AB,BC,CA＝V_H×N；

其中，U_AB,BC,CA表示线电压，V_H表示H桥额定输出，N表示串联H桥的数量。

6.根据权利要求1所述的三相四桥臂多电平有源补偿装置，其特征在于，所述检测单元包括电压互感器。

7.一种用于如权利要求1～6任一项所述的三相四桥臂多电平有源补偿装置的控制方法，其特征在于，包括：

生成注入控制信号使所述补偿单元向配电网母线注入零序电流，以获取所述配电网的对地电容与泄漏电阻；

获取所述配电网的零序电压，若所述零序电压超过零序电压预设值时则判定发生单相接地故障；

根据所述零序电压与所述对地电容及泄露电阻计算补偿电流的幅值和相位，以使所述补偿单元将补偿电流注入到发生单相接地故障的配电网。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述补偿电流为对地容性电流和泄漏电流。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当所述零序电压未超过零序电压预设值时，所述控制方法还包括：

根据配电网ABC相的电压和电流的幅值和相位关系，获取补偿电流并由所述补偿单元注入到所述配电网母线中以提高其功率因数。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，串联的功率模块的数量利用以下表达式计算得到：

U_AB,BC,CA＝V_H×N；

其中，U_AB，BC，CA表示线电压，V_H表示H桥额定输出，N表示串联H桥的数量。