[发明专利]一种用于级联式电能质量治理装置的波形控制方法

说明书

本发明公开了一种用于级联式电能质量治理装置的波形控制方法，先采集各H桥功率单元实时直流电压以及温度数据，再根据直流电压确定每一相中最少输出级数，并根据各单元的温度实时数据信息，实时改变各H桥单元的控制策略，使各H桥单元的工作温度维持良好平衡，保证了各H桥功率单元及整个装置的可靠性，从而优化装置的整体效率。

技术领域

本发明属于电力电子控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种用于级联式电能质量治理装置的波形控制方法。

背景技术

随着科技的进步，电能质量问题越来越突出。电能质量问题定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或暂态过电压、波形畸变、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。而电能质量问题中的暂降问题是现在高新企业迫切需要解决的问题。基于现代电力电子和控制技术的用户电力技术将是解决这一问题的有效途径。

级联式变换器由于其结构简单、模块化，在大功率、中高压驱动系统中已得到广泛应用。因此在中压配电网的电能治理装置中具有显著的优势。

但是用于电能质量治理的级联型变换器又与级联型高压变频器、级联型SVG有显著的区别。其主要区别在于级联型单元的数量和储能配置，为减少储能投入的次数，用于电能质量治理的级联型变换器的级数配置存在一般大于等于2级的冗余设计。而级联型的现有控制方法有两种，第一种为每相的所有单元的调制波形一致，每相相邻单元载波产生相移，最终输出为完美正弦波；第二种为每相的所有单元的调制波不相同，但每相的单元调制波综合为一个正弦调制波，依照每相单元输出叠加原则产生一个完美正弦波。此两种方案采集的只有单元的直流电压信息，波形的控制方法只与单元直流电压相关，且所有的单元在同一时间点上都PWM输出，由于单元的一致性存在差异，在用于级联式电能质量治理的级联型变换器中存在可靠性不足的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于级联式电能质量治理装置的波形控制方法，通过实时改变各H桥单元的控制策略，使各H桥单元的工作温度维持良好平衡，保证了各H桥功率单元及整个装置的可靠性。

为实现上述发明目的，本发明为一种用于级联式电能质量治理装置的波形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、通过电压传感器采集级联式电能质量治理装置三相所有H桥单元的直流侧电压，记为：

通过温度传感器采集级联式电能质量治理装置三相所有H桥单元的工作温度，记为：

其中，A、B、C表示级联式电能质量治理装置的三相，n表示级联式电能质量治理装置中级联H桥单元的个数；

(2)、利用滤波单元滤除直流侧电压中纹波，以及H桥单元工作温度的畸变值，得到滤波后的直流侧电压和工作温度，分别记为：

(3)、根据滤波后的直流侧电压和给定输出电压值，确定每相最少输出级数m；

其中，为滤波后的单元直流电压值，x＝A、B、C，表示三相；V_e为级联式电能质量治理装置给定输出电压值；

将满足以上关系式的k值序列中的最小值设置为最少输出级数m；

(4)、根据级联式电能质量治理装置每相最少输出级数m和滤波后的工作温度，对级联式电能质量治理装置的波形进行控制；

(4.1)、设所有H桥单元的工作温度阈值为T_e；

(4.2)、当A、B、C三相的所有H桥单元滤波后的工作温度的最大值小于T_e时，此相H桥单元进入轮循工作；