[发明专利]一种三电平电压恢复器带不平衡负载的控制系统和方法

权利要求书

1.一种三电平电压恢复器带不平衡负载的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括旁路单元、功率变换单元和储能单元；

所述旁路单元包括6个分别与负荷连接的可控硅，6个可控硅两两正反并联构成三相供电回路；负荷供电由电网电压通过可控硅提供；

所述功率变换单元由DC/AC变换器以及DC/DC变换器组成，其中，所述DC/AC变换器由三组RC滤波器、三组滤波电感和三相三电平半桥组成；三组RC滤波器、三组滤波电感、三相三电平半桥分别对应旁路单元的三相供电回路，每个滤波电感和其中一相三电平半桥串联后再与对应的RC滤波器并联，每个RC滤波器并联在负荷两端；所述DC/DC变换器由两个直流电感和两个对称半桥组成，所述两个对称半桥相互串联，两个直流电感的一端分别连接在两个对称半桥上，两个直流电感的另一端分别连接在储能单元的两侧；所述DC/DC变换器与DC/AC变换器共享两组母线支撑电容；

所述储能单元采用超级电容。

2.根据权利要求1所述的三电平电压恢复器带不平衡负载的控制系统，其特征在于，所述三相三电平半桥包括A相三电平半桥、B相三电平半桥和C相三电平半桥；

所述A相三电平半桥、B相三电平半桥和C相三电平半桥均由四个IGBT、四个反并联二极管以及两个钳位二极管组成；四个IGBT依次串联，且与四个反并联二极管一一对应，两个钳位二极管串联后连接在位于中间的两个IGBT的两端。

3.根据权利要求1所述的三电平电压恢复器带不平衡负载的控制系统，其特征在于，所述DC/AC变换器的控制过程包括：

设负荷侧相电压测量信号分别为u_{a_load}、u_{b_load}和u_{c_load}，对三相电压信号进行正负序分离，对正序分量u_{ap_load}、u_{bp_load}和u_{cp_load}进行坐标变换，得到同步旋转坐标系下电压分量u_d和u_q，将u_d和u_q分别和给定值u_dref和u_qref作差，差值进入调节器分别得到u_{d_out}和u_{q_out}，得到电流环的给定值i_dref和i_qref；

通过电流霍尔采集三电平变换器桥臂输出电流信号i_La、i_Lb和i_Lc，对三相桥臂电流进行坐标变换，得到同步旋转坐标系下电流分量i_d和i_q，i_d和i_q作为电流环的反馈量和电流环给定值i_dref和i_qref作差，差值进入调节器分别得到i_{d_out}和i_{q_out}；所有坐标变换的相位都是通过给定值积分得到；

负荷侧交流电压在同步旋转坐标系电压分量u_d和u_q经过前馈系数H_i2分别和电流环的输出i_{d_out}和i_{q_out}相加得到u_{d_cal}和u_{q_cal}，u_{d_cal}和u_{q_cal}由旋转坐标系反变换到静止坐标系得到u_{a_cal}、u_{b_cal}和u_{c_cal}。