[发明专利]静止无功补偿器及基于模型预测的控制方法

权利要求书

1.一种静止无功补偿器，其特征在于，包括多个级联的功率子模块：

所述功率子模块包括：

由四个桥式开关构成的H桥；

第一电感；

第二电感；

超级电容，一端通过所述第一电感连接所述H桥的上桥臂公共端，另一端通过所述第二电感连接所述H桥的下桥臂公共端；

直流链电容，一端连接所述H桥的电源电压端，另一端连接所述H桥的接地端；

其中，一功率子模块的下桥臂公共端连接下一功率子模块的上桥臂公共端以构成级联结构。

2.一种电压暂降处理装置，其特征在于，包括：

主电源，连接第一馈线；

备用电源，连接第二馈线；

静止无功补偿器，一端连接交流母线的对应相，另一端用于接地；

第一受控开关，一端连接第一馈线的对应相，另一端连接交流母线的对应相；

第二受控开关；一端连接第二馈线的对应相，另一端连接交流母线的对应相。

3.一种基于模型预测的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1或权利要求2所述的静止无功补偿器，包括步骤：

获取所述静止无功补偿器中任一功率子模块的直流侧和交流侧的电参数；

根据所述电参数预测所述功率子模块中H桥的两个桥臂开关的开关系数；

根据所述开关系数控制所述H桥的桥臂开关。

4.根据权利要求3所述的基于模型预测的控制方法，其特征在于，所述电参数包括所述功率子模块的有功功率、无功功率、直流侧功率、直流侧电阻、直流侧电感、直流侧电流、直流侧电压、交流侧功率、交流侧电阻、交流侧电流、交流侧电感和交流侧电压；

所述根据所述电参数预测所述功率子模块中H桥的两个桥臂开关的开关系数的过程，包括步骤：

根据所述有功功率、所述无功功率、所述直流侧功率、所述交流侧功率、所述交流侧电压和所述直流侧电压，计算交流端口电流参考值和超级电容端口电流参考值；

将所述直流侧电压、所述交流侧电流、所述直流侧电流、所述交流端口电流参考值和所述超级电容端口电流参考值代入预设成本函数，获得收敛的直流链电容电压、超级电容电流和交流端口电流；

根据所述直流链电容电压、所述超级电容电流、所述交流端口电流、所述直流侧电压、所述直流侧电阻、所述直流侧电感、所述直流侧电流所述交流侧电阻、所述交流侧电感、所述交流侧电流和超级电容计算所述开关系数。

5.根据权利要求4所述的基于模型预测的控制方法，其特征在于，所述根据所述有功功率、所述无功功率、所述直流侧功率、所述交流侧功率、所述交流侧电压和所述直流侧电压，计算交流端口电流参考值和超级电容端口电流参考值的过程，如下式：

其中，表示所述有功功率，表示所述无功功率，P_dc1表示所述直流侧功率，表示所述交流侧功率，v_ac表示所述交流侧电压，v_dc2表示所述直流侧电压，表示所述交流端口电流参考值，表示所述超级电容端口电流参考值。

6.根据权利要求4所述的基于模型预测的控制方法，其特征在于，所述将所述直流侧电压、所述交流侧电流、所述直流侧电流、所述交流端口电流参考值和所述超级电容端口电流参考值代入预设成本函数，获得收敛的直流链电容电压、超级电容电流和交流端口电流的过程，如下式：

其中，v_dc1表示所述直流侧电压，i_ac表示所述交流侧电流，i_dc2表示所述直流侧电流，表示所述交流端口电流参考值，表示所述超级电容端口电流参考值，J表示所述预设成本函数。