[发明专利]一种并联能量单向流动可控整流器的无功补偿技术

说明书

本发明提供了一种适用于所有单周期控制的能量单向流动可控整流器，在电网含有非线性负载时实现静止无功补偿的技术，具体包括以下步骤：1、将若干个能量单向流动可控整流器并联连接后接入电网；2、当电网含有非线性负载时，使并联结构中一部分能量单向流动可控整流器的电流移相，产生电网所需要的无功功率；3、检测和提取公共耦合点处输入电流的谐波分量；4、将谐波分量均分后注入到其余的能量单向流动可控整流器中，达到抑制公共耦合点输入电流畸变的目的。本发明本发明提出的无功补偿技术能为电网提供所需的无功功率，同时还能减小或消除输入电流中的谐波，不需要传感器、锁相环就能完成对谐波电流的补偿，鲁棒性好，具有很强的广适性。

技术领域

本发明涉及电力电子和电力系统领域，特别涉及一种并联能量单向流动可控整流器的无功补偿技术。

背景技术

随着电力电子装置在电力系统中日益广泛的应用，非线性负荷在电力系统中越来越多的接入，供电电能质量问题日益突出，以电力电子变流器为核心的电能质量控制技术引起人们越来越多的关注。与此同时，基于电力电子技术的电能质量治理装置，如：静止无功补偿器(SVC)，静止无功发生器(SVG)，有源电力滤波器(APF)，通用电能质量控制器(UPQC)得到了越来越广泛的应用，这些电能质量治理装置能够很好地实现对无功功率和谐波电流的补偿。将无功补偿和谐波补偿功能融合到现有的能量单向流动或能量双向流动的可控整流器中，能够最大限度地利用硬件资源和减少成本投入。

单周期控制(One-Cycle Control，OCC)是一种非线性大信号PWM控制理论。该技术不需要检测电路产生参考信号，不受负载电流谐波影响，且不需要电压传感器、锁相环就能完成对电流的跟踪，能够在一个开关周期之内消除控制量与参考量之间的稳态误差，抗电源干扰能力强，具有良好的鲁棒性。与传统的基于d-q变换的瞬时无功功率理论技术、重复控制和滞环控制相比，控制电路简单以及算法简单。因此，该技术被广泛应用在功率放大电路、有源电力滤波器、功率因数校正相关领域，并越来越受到国内外学者关注。

但是，传统单周期控制只能工作在单位功率因数下，而且其电流相位并不具有可控性，不能实现对无功功率定量输出。并且在能量单向流动可控整流器中，由于二极管和交流侧滤波电感的存在，使得电压与电流反相时实际输入电流将无法跟踪其给定值，输入电流将发生畸变，这将导致该类能量单向流动可控整流器对电网提供无功补偿的能力非常有限，因此，电流畸变程度限制了此类变流器提供电能质量治理的能力。

所以，迫切需要一种当电网中含有非线性负载时，使能量单向流动可控整流器产生电网所需的无功功率，并且减小或完全消除由此引起输入电流畸变的无功补偿技术。针对以上问题，本发明提出了一种并联能量单向流动可控整流器的无功补偿技术。

发明内容

本发明目的是提供一种当电网中含有非线性负载时，并联中的一部分能量单向流动可控整流器产生电网所需的无功功率，其余能量单向流动可控整流器可减小或完全消除由此引起输入电流畸变的无功补偿技术。

因此，使用本发明提出的这种无功补偿技术，可以在电网含有非线性负载情况下，使电力电子装置产生无功功率并能减小或消除输入电流畸变，实现静止无功补偿，其中输入电流为流经电源的电流。其单相系统结构图如图1所示，本发明一种并联能量单向流动单相可控整流器的无功补偿技术特征如下：