[实用新型]一种可平衡中点电位的三电平综合补偿系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能质量检测与治理的技术领域，更具体地，涉及一种可平衡中点电位的三电平综合补偿系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，基于全控型电力电子器件的静止无功发生器在电力系统中得到了广泛的研究和发展。静止无功发生器(SVG)并联于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿系统所需无功功率。其基本原理是利用可关断大功率电力电子器件(IGBT)组成自换相桥式电路，经过电抗器或电容器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。

配电网中的用电设备大都以单相负荷为主，且工业负荷以感性为主，民用负荷以阻性为主，加之用电设备的不同时性，三相不平衡成为配电网的一大特点。此外，由于配网的非线性特性，谐波也是配电网应该解决的一大问题。无功功率对供电系统和负载的运行都是十分重要的。因此，对于配电网应该有进行无功功率、谐波、三相不平衡补偿的装置。由于三电平与两电平相比有:更适应大功率、高电压的场合，输出波形的谐波含量低，开关损耗低等优点，因此其控制手段也成为了一个热门课题。各种脉冲宽度调制(PWM)方法中，由于空间矢量脉宽调制(SVPWM)以瞬时空间矢量为控制量，最适合用于高动态性能的控制，然而在控制中常出现三电平拓扑所固有的中点电位不平衡的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供采用正负开关状态平衡中点电位、能够生成所需的补偿电流对无功、谐波、三相不平衡等进行补偿的三电平电能质量综合补偿系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种可平衡中点电位的三电平综合补偿系统，包括三电平主电路、补偿电流检测模块、中点电位检测模块以及SVPWM调制模块；所述补偿电流检测模块用于检测三相电路的三相电流，将三相电流计算得到三相补偿电流，并将三相补偿电流信号发送至SVPWM调制模块；所述中点电位检测模块用于检测三电平主电路的直流侧的电压，判断中点电位的偏移方向，并将中点电位偏移信号发送至SVPWM调制模块；所述SVPWM调制模块用于接收三相补偿电流信号和中点电位偏移信号，并向三电平SVG主电路发送控制信号；所述三电平主电路用于接收SVPWM调制模块的控制信号，并生成补偿电流。

本实用新型的可平衡中点电位的三电平综合补偿系统，包括三电平SVG主电路、补偿电流检测模块、中点电位检测模块以及SVPWM调制模块，通过补偿电流检测模块计算出给定电流，并将给定电流信号输入到SPVWM调制模块，生成三电平主电路的控制信号，对三电平主电路进行控制，生成所需的补偿电流；中点电位检测模块检测三电平主电路中上侧电容器C2和下侧电容器C3的电压并比较判断，当上侧电容器C2的电压大于下侧电容器C3的电压时，表示中点电位向下偏移；当上侧电容器C2的电压小于下侧电容器C3的电压时，表示中点电位向上偏移。另外，中点电位检测模块指导SVPWM调制模块的矢量选择：当中点电位向下偏移时，选择负开关状态，对下侧电容器进行充电，使得上侧电容器电压和下侧电容器电压平衡；当中点电位向上偏移时，选择正开关状态，对上侧电容器进行充电，使得上侧电容器电压和下侧电容器电压平衡，从而有效解决三电平拓扑所固有的中点电位不平衡的问题。

优选地，所述SVG主电路包括上侧电容器C2、下侧电容器C3、用于控制可关断大功率电力电子器件开关通断的电压型变换器、用于将电压型变换器接入电力系统的耦合变压器CT、用于接收SVPWM调制模块发送的控制信号的若干晶闸管VT及若干与晶闸管VT反并联的二极管D；所述上侧电容器C2与下侧电容器C3串联连接；所述电压型变换器由可关断大功率电力电子器件组成，所述电压型变换器能够通过SVPWM技术控制可关断大功率电力电子器件开关的通断。由大功率电力电子开关器件组成的电压型变换器VSC，通过空间矢量脉冲调制SVPWM技术控制电力电子开关的通断。