[发明专利]具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑及其控制方法

权利要求书

1.具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑，该级联静止同步无功补偿器拓扑包括N-1个功率模块，N为正整数，N-1个功率模块采用星形连接；其特征在于，该级联静止同步无功补偿器拓扑的第N个功率模块采用能量交换单元EEU，能量交换单元EEU和星形点连接，能量交换单元EEU包括一个三相桥和两个共用电容C_N1、C_N2，三相桥和两个共用电容C_N1、C_N2采用星形连接，能量交换单元EEU的星形连接点O是零电位点。

2.基于权利要求1所述具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑的控制方法，其特征在于，该控制方法的具体过程为：

步骤1、检测能量交换单元EEU直流侧电压U_DCN，将U_DCN和直流侧参考电压U_DCref^*相减，差值经过PI调节得到能量交换单元EEU的输出电压调整角度θ₀；

步骤2、检测A、B、C三相电容电压，获得三相电容电压平均值U_avgx，将U_avgx和三相电容电压参考值相减，差值经过PI调节得到各相输出电压调整角度θ_x；

步骤3、检测三相电流i_a、i_b、i_c，经过3/2变换得到i_d和i_q，进而获得输出电流的电角度θ_i；

步骤4、根据能量交换单元EEU的输出电压调整角度θ₀和各相输出电压调整角度θ_x的差叠加上输出电流的电角度θ_i，再减去π/2，得到能量交换单元EEU输出电压角度θ^*；

步骤5、根据得到能量交换单元EEU输出电压角度θ^*对能量交换单元EEU采用方波控制；

步骤6、对每相前N-1个功率模块的电容电压采用PSPWM进行调制，完成具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑的平衡控制。

3.根据权利要求2所述的具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑的控制方法，其特征在于，步骤1所述调节能量交换单元EEU的输出电压调整角度θ₀能够维持能量交换单元EEU的电容电压稳定。

4.根据权利要求2所述的具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑的控制方法，其特征在于，步骤2所述调节各相输出电压调整角度θ_x能够实现相间电容电压平衡。

5.根据权利要求2所述的具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑的控制方法，其特征在于，步骤4所述得到能量交换单元EEU输出电压角度θ^*能够控制能量交换单元EEU有功部分能量的交换，从而改变各相电容的能量存储。

6.根据权利要求2所述的具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑的控制方法，其特征在于，步骤6所述对每相前N-1个功率模块的电容电压采用PSPWM进行调制能够确保每相前N-1个功率模块的电容电压平衡。

7.根据权利要求2所述的具有能量变换单元的级联静止同步无功补偿器拓扑的控制方法，其特征在于，步骤5所述对能量交换单元EEU进行方波控制的调制方式为：

SN=10≤θ*<π-1π≤θ*<2πMx=(vrefA-SNVDCN2Σi=1N-1VDCi),x=1,2,...,N-1]]>

其中，S_N是能量交换单元EEU的开关函数，M_x是N-1个功率模块的调制波，v_refA为A相输出电压幅值，V_DCN是N-1个功率模块的直流侧电压，V_DCi表示第i个功率模块中的电容电压。