[发明专利]一种串联有源电压质量治理系统及控制方法

权利要求书

1.一种串联有源电压质量治理系统，包括控制器、交流电网、主路单元、旁路单元及负载，所述旁路单元置于交流电网与负载间，所述主路单元包括并联部分与串联部分，并联部分包括LCL无源滤波器、单相三电平半桥整流器、储能电容；串联部分包括单相三电平半桥逆变器及LC滤波器，所述LCL无源滤波器包括电容C_fc、电感L_fg及电感L_f2，所述储能单元包括并联的储能电容C1与储能电容C2，单相三电平半桥整流器及单相三电平半桥逆变器均包含多个串联的IGBT单管，所述LC滤波器包括串联的电感L_f3及电容C_f，其特征在于，所述控制器包括DSP、数据交互缓冲单元、FPGA及采样单元，其中：

采样单元用于实时监测系统运行情况，获得采样数据，所述采样数据包括电容C1两端的电压U_dcl、电容C2两端的电压U_dc2、电网电压Us、电感L_f2的电流i3、电容C_fc的电流i4、电容C_f两端的电压U0、电感L_f3的输出电流IL及负载ZL的电流IZ；

FPGA分别与数据交互缓冲单元、采样单元连接，从采样单元中读取采样数据存储至数据交互缓冲单元；

DSP，与数据交互缓冲单元相连，将从上位机获取的控制参数存储至数据缓冲单元，并通过读取数据交互缓冲单元中的采样数据与获取的控制参数进行对比，发送并联部分输出信号及串联部分输出信号给数据交互缓冲单元；

FPGA根据从数据交互缓冲单元中读取的并联部分输出信号及串联部分输出信号，输出并联部分驱动信号及串联部分驱动信号给主路单元，对主路单元进行控制。

2.根据权利要求1所述的串联有源电压质量治理系统，其特征在于，

所述LCL无源滤波器中，电容C_fc、电感L_fg及电感L_f2的一端相连，电容C_fc的另一端与电网的N线连接，电感L_fg的另一端与电网的相线连接；

所述单相三电平半桥整流器包括依次串联的4个IGBT单管V1、V2、V3、V4，4个IGBT单管的栅极受并联部分驱动信号的控制；

所述储能电容中，储能电容C1的负极与储能电容C2的正极连接，储能电容C1的正极与IGBT单管V1的源极连接，储能电容C2的负极与IGBT单管V4的漏极连接，储能电容C1的负端、储能电容C2的正端还与电网的N线连接；

所述单相三电平半桥逆变器包括依次串联的4个IGBT单管V5、V6、V7、V8，4个IGBT单管的栅极受串联部分驱动信号的控制；

所述LC滤波器中电容C_f的一端与电网的N线连接、另一端与电感L_f3的一端及负载ZL连接，电感L_f3的另一端与IGBT单管V6的漏极连接。

3.根据权利要求2所述的串联有源电压质量治理系统，其特征在于，所述单相三电平半桥整流器中还包括2个二极管T1、T2，二极管T1、T2串联后两端接入IGBT单管V2、V3的两侧，电感L_f2的另一端接入IGBT单管V2与V3间；所述单相三电平半桥逆变器中还包括2个二极管T3、T4，二极管T3、T4串联后两端接入IGBT单管V6、V7的两侧，所述二极管T1的正端、二极管T2的负端、二极管T3的正端及二极管T4的负端还与电网的N线连接。