[发明专利]一种基于PAM+PWM调制的静止同步补偿器

说明书

技术领域

本发明涉及电力静止同步补偿器电能质量无功补偿中的一种静止同步补偿器，特别是涉及一种基于PAM+PWM调制的静止同步补偿器及其时变参数修正方法。

背景技术

静止同步补偿器(STATCOM)通过对无功进行补偿，能够提高静止同步补偿器功率因数、减少功率损耗、提高供电质量。其中，级联SVG因功率容量大、开关频率低、输出谐波小、响应速度快等优点在高压大容量场合得到越来越广泛的应用。

级联STATCOM在调制方法上分为脉冲幅值调制(PAM)和脉冲宽度调制（PWM）。PAM调制是通过选取开关角度以减小低次谐波、使总谐波畸变率最小的调制方法，其开关损耗较小但输出电压谐波含量较大。PWM调制方法通过比较调制波与载波，控制开关器件通断，实现电压输出，其开关损耗较大而谐波含量较小。由于PAM+PWM调制方案中需要大量IGBT开关器件以及大电容，这些器件将引入较大的损耗，从而使静止同步补偿器呈现非线性。现有的控制方法不能抵消这种非线性而达到精确控制的目的。

发明内容

本发明提供了一种静止同步补偿器，其包括一PAM单元与一PWM单元；

所述PAM单元由四个H桥级联形成的，所述各H桥都工作于基频开关频率下，所述PAM单元采用基频优化PAM方法使输出阶梯波逼近正弦波；

所述PWM单元包括一与所述PAM单元串联的H桥，所述PWM单元对所述PAM单元输出阶梯波中的谐波分量进行补偿，PWM单元采用跟踪型PWM控制技术对输出无功电流瞬时值进行反馈控制。

较佳地，其与一控制器连接，所述控制器用于建立所述静止同步补偿器的等效电路模型，所述控制器接收所述静止同步补偿器的无功功率输出并对根据所述无功功率输出修正所述等效电路模型的时变参数。

较佳地，所述控制器完成所述时变参数修正过程包括：

将所述控制器与所述静止同步补偿器的无功功率输出端连接；

在所述控制器内建立该静止同步补偿器的等效电路模型，并根据该等效电路模型建立数学模型其中，Q_c表示该静止同步补偿器输出的实际无功功率，U_S表示该静止同步补偿器的静止同步补偿器电压，表示该静止同步补偿器中与电流成正比的那一部分等效损耗，表示该静止同步补偿器中与电流平方成正比的那部分等效损耗，δ表示静止同步补偿器的功角；

所述控制器接收所述静止同步补偿器的无功输出功率并通过所述数学模型得到时变参数的实时值，从而修正所述等效电路模型的时变参数。

较佳地，

所述静止同步补偿器的功角δ由经过计算得到,式中，Q代表静止同步补偿器输出的无功功率，U_S表示系统电压，R_i为稳态时该静止同步补偿器中与电流平方成正比的那一部分等效损耗，U_b为稳态时该静止同步补偿器中与电流成正比的那部分等效损耗。

较佳地，所述时变参数为R_i和U_b。

本发明提供的静止同步补偿器采用PAM+PWM相对PWM开关损耗较小，相对PAM有效地降低了电压电流畸变率，提高装置输出电流的质量；同时考虑开关器件和直流侧电容的影响，建立了更为准确的数学模型；并且在数学模型的基础上采用自适应逆控制的方法对时变参数进行修正，使模型对参数变化的适应能力增强。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的静止同步补偿器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的静止同步补偿器的等效电路模型示意图；

图3是本发明实施例提供的等效电路模型的工作向量图；

图4是本发明实施例提供的含控制器的静止同步补偿器的结构示意图。

具体实施例

如图1所示，本实施例提供了一种静止同步补偿器，其包括一PAM单元与一PWM单元；

所述PAM单元由四个H桥级联形成的，所述各H桥都工作于基频开关频率下，所述PAM单元采用基频优化PAM方法使输出阶梯波逼近正弦波；

所述PWM单元包括一与所述PAM单元串联的H桥，所述PWM单元对所述PAM单元输出阶梯波中的谐波分量进行补偿，PWM单元采用跟踪型PWM控制技术对输出无功电流瞬时值进行反馈控制。