[发明专利]复用型逆变器直流侧电压的二次脉动的抑制器与抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式能源单元电力电子变换器及电能质量技术领域，具体涉及一种功能复用型接口变流器直流侧电压的二次脉动的抑制器与抑制方法。

背景技术

近年来，新能源技术取得了快速的发展。大量的分布式能源单元如：风力发电、太阳能发电、燃料电池以及储能系统通过接口变流器接入了分布式电力系统之中。然而分布式电力系统中不平衡负载以及非线性装置的大量使用，产生了诸如谐波电流、负序电流、零序电流、无功电流等电能质量问题，对并网设备的安全造成危害，引起了人们的广泛关注。

近年来，越来越多研究者开始关注分布式单元接口变流器的功能复用研究，即使用分布式能源单元的网侧接口变流器进行无功补偿，不平衡电流补偿和谐波补偿，以达到充分利用已有设备，提高电网电能质量的目的。如中国专利CN 101697418 A“微网光伏发电逆变并网和谐波治理混合系统及其复合控制方法”介绍的使用三相PWM光伏接口变流器进行无功、不平衡和谐波补偿。然而，功能复用型接口变流器进行负序电流补偿时将引起的直流侧电容电压产生二次脉动。变流器进行负序电流补偿时，将会吸收二次脉动功率，该二次脉动功率流经直流侧电容后将会引起直流侧电容电压二次脉动，变流器直流侧电容电压的二次脉动将会造成交流输出电流的畸变，从而影响谐波补偿效果，造成新的谐波问题。在配电网静止无功发生器（D-STATCOM）应用之中，也存在上述问题。并且，在风力发电应用领域之中，直流侧电容电压二次脉动还将危害发电机的正常运行。因此，研究如何抑制功能复用型接口变流器的直流侧电容电压二次脉动具有重要的理论意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，针对功能复用型接口变流器在进行负序电流补偿时引起的直流侧电容电压二次脉动的技术难题，提出了一种复用型逆变器直流侧电压的二次脉动的抑制器及抑制方法。本发明将功能复用型接口变流器因补偿负载负序电流分量所吸收的二次脉动功率，以交流侧三次谐波电流的形式释放，从而抑制直流侧电容电压二次脉动的发生；同时将变流器产生的三次谐波电流采用一组无源三次谐波滤波器进行吸收，从而解决上述技术难题。本发明具体的抑制器结构与抑制方法分别为：

本发明所述的复用型逆变器直流侧电压的二次脉动的抑制器，包括直流侧单元10、功能复用型接口变流器单元20和逆变器输出滤波器单元30，其中，直流侧单元10由一个电容C_DC组成，功能复用型接口变流器单元20由六个IGBT管和六个反并联二极管组成，即第一IGBT管S₁、第二IGBT管S₂、第三IGBT管S₃、第四IGBT管S₄、第五IGBT管S₅、第六IGBT管S₆ 、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、第四二极管D₄、第五二极管D₅和第六二极管D₆；逆变器输出滤波器单元30由电感L_f_A、电感L_f_B和电感L_f_C组成；逆变器输出滤波器单元30的一侧经功能复用型接口变流器单元20与直流侧单元10相连接，其中，逆变器输出滤波器单元30的另一侧设有无源三次谐波滤波器单元40；所述无源三次谐波滤波器单元40由电感L_A、电感L_B、电感L_C、电容C1、电容C2和电容C3组成，其中电感L_A、电感L_B和电感L_C的一端连接在一起；电感L_A的另一端与电容C1相连接，电容C1的另一端与电感L_f_A相连接；电感L_B的另一端与电容C2相连接，电容C2的另一端与电感L_f_B相连接；电感L_C的另一端与电容C3相连接，电容C3的另一端与电感L_f_C相连接。

本发明所述的复用型逆变器直流侧电压的二次脉动抑制方法，是采用本发明提出的抑制器的基础上，按如下步骤进行：