[发明专利]一种H桥级联型STATCOM直流侧电压二倍频波动抑制方法

说明书

本发明公开了一种H桥级联型STATCOM直流侧电压二倍频波动抑制方法，具体包括如下步骤：S1：根据第一相的直流侧电压和负载电流获得第一相并网电流；S2：对第一相的并网电流进行控制生成输出参考电压；S3：对第一相的第i个H桥模块直流侧电压控制生成电压偏移量；S4：基于输出参考电压和电压偏移量获得第一桥臂的驱动信号并进行调制驱动；S5：基于第一相的直流侧电压平均值获得解耦电流；S6：基于解耦电流进行控制生成第二桥臂的驱动信号并进行调制驱动。本发明可大幅降低H桥模块直流侧电压波动，从而减小电容容值，提高装置功率密度和可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，特别是涉及一种H桥级联型STATCOM直流侧电压二倍频波动抑制方法。

背景技术

随着科技和工业的发展，配电系统中诸如电力牵引机车、电弧炉、大功率电机和变压器等大容量无功设备不断增加，使得电网功率因数低下。功率因数过低会导致线路损耗增加，电网效率降低，甚至引起电网崩溃等问题；另外随着电力电子及技术和新能源发电技术的发展，电网中接入了大量诸如整流器、逆变器、不间断电源等非线性负载，给电网造成冲击，引起电压波动闪变，电压谐波含量增加。无功补偿技术通过在配电系统中加入无功补偿装置以提高电网功率因数，通过向电网输入无功功率来平衡非线性负载导致的失衡，从而改善电能质量，增强电网的负载能力。STATCOM是现代最为先进的无功补偿装置，通过不同的控制既可发出无功功率，也可吸收无功功率，从而实现对电网中感性无功和容性无功的补偿，显著提升电网的效率，成为柔性交流输电系统和智能电网的研究热点。H桥级联型STATCOM是多电平技术与无功补偿技术相结合的产物，适用于中高压大功率场合，具有结构简单、模块化、冗余度高、输出谐波小和可直接挂网等特点，是当下研究最多的无功补偿拓扑之一。

H桥级联型STATCOM其直流侧电压存在固有的二倍频波动问题，传统的做法是在H桥直流侧并联一个大容值的电解电容，以减小电压二倍频波动，但是电解电容存在着电解液易挥发、寿命短、耐压值低、需频繁更换等问题，很大程度上影响了STATCOM装置的可靠性。所以工业中人们考虑用薄膜电容代替电解电容，而相较于电解电容，薄膜电容的功率密度较低，相同的容值和波动抑制效果下，薄膜电容的体积较大，从而使得STATCOM装置整体的体积增加，功率密度降低，另外薄膜电容很难达到较大容值。所以研究者们考虑对H桥直流侧电压进行波动抑制，这样在小波动的情况下，只需在其直流侧并联一个小容值薄膜电容即可，从而达到在减小装置体积的同时增加装置的寿命和可靠性。

目前，H桥级联型STATCOM其直流侧电压二倍频波动抑制方法主要有两种。一种是从控制策略入手，通过在调制波中叠加3倍频零序电压，将二倍频波动降为4倍频波动，理论上使波动幅值减半，但是这要求较大的剩余调制度和较高的直流侧电压，此外还会引起输出电压畸变，且实际的二倍频波动抑制效果并不好。另一种是从拓扑结构入手，通过在H桥直流侧并联一个有源功率解耦电路，即直流有源滤波器，将H桥直流侧的二倍频波动转移到解耦电路的辅助电容上，这样H桥直流侧不存在二倍频波动，其直流侧电容只起到电压支撑的作用，只需要一个很小的薄膜电容即可，但是这需要增加额外的功率器件，又会使得整体系统的成本和体积增加。所以对H桥级联型STATCOM直流侧电压二倍频波动抑制进行研究是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术存在的不足，在不增加功率开关管的前提下，基于有源功率解耦技术，提出一种H桥级联型STATCOM直流侧电压二倍频波动抑制方法。具体技术实施方案如下：

本发明提供一种H桥级联型STATCOM直流侧电压二倍频波动抑制方法,具体包括如下步骤：

S1，构建H桥级联型STATCOM主电路，包括三相，其中所述三相的每一相都包括若干个H桥模块和一个滤波电感，所述三相采用星形连接，且所述三相完全相同，所述H桥模块包括第一桥臂和第二桥臂；

S2，基于所述三相中第一相各H桥模块反馈的直流侧电压和负载电流，获得含零序电流的并网电流值，基于所述含零序电流的并网电流值进行零序电流分离，获得第一相并网电流；