[发明专利]一种三相不平衡调节器的补偿电流限幅方法及装置

说明书

本发明公开了一种三相不平衡调节器的补偿电流限幅方法及装置，所述方法包括：采集三相电流峰值，并取平均值获得三相电流平均值，将三相电流峰值与三相电流平均值之间的差值与补偿电流上限进行比较，若差值中绝对值最大值不超出补偿电流上限，则此差值直接作为补偿电流值输出，与此同时三相间转移的电流和为零；若差值中绝对值最大值超出补偿电流上限，则按照比例将差值缩小至补偿范围内，与此同时三相间转移的电流和为零；本发明的优点在于：实现三相不平衡调节器在负载三相电流较不平衡情况下的稳定运行。

技术领域

本发明涉及补偿电流限幅技术领域，更具体涉及一种三相不平衡调节器的补偿电流限幅方法及装置。

背景技术

三相不平衡调节器是一种用于动态治理配网三相不平衡、补偿无功的新型电力电子装置，它能够根据配网用户由于不同时间段或不同负荷导致的配网三相不平衡电流，利用控制算法分离出不平衡电流的正负零序及无功，通过触发功率器件IGBT，使逆变器发出与之相反的抵消电流，达到消除不平衡及补偿无功的作用。三相不平衡调节器在超出补偿范围后易出现补偿电流不平衡从而造成直流侧电压波动的问题。

三相不平衡调节器的工作部分主要包括主电路、驱动电路、指令电流运算电路和指令电流跟踪电路。其中指令电流运算电路是三相不平衡调节器最为关键的算法核心，调节器通过电流、电压霍尔元件对负载电流、网侧电压进行采样，然后将电流信号送入指令电流运算电路进行计算分析，提取获得所需要的参考指令电流；指令电流跟踪电路得到指令信号，采取适当合理的控制策略，对比实际电流信号和指令电流，控制实际电流跟踪指令信号，计算出合适的占空比信号，并发送给驱动电路模块；驱动电路对PWM信号进行放大和增加其驱动带载能力，传递给主电路的开关管；开关管根据驱动波形，控制电流通断，主电路输出补偿电流，完成对运算电路计算参考电流的实现。其中由指令电流运算模块计算，主电路输出的补偿电流与负载电流中的不平衡和谐波分量幅值相等，相位相反，所以根据电流叠加定理，补偿后入网电流只剩下正弦的基波电流分量，三相不平衡调节器实现了对非线性不平衡负载的不平衡电流调节和谐波分量的补偿，改善了其电能质量。三相不平衡调节器的调节能力有限，考虑到经济性和实际变电台区三相电流的不平衡度，不平衡调节器通常按照配电变压器容量的20％-25％进行容量选取，则由于谐波、无功和瞬时工况的变化，会出现需要补偿的电流超过调节器额定电流的情况，为避免调节器输出的补偿电流超过其调节能力，从而引发过流保护甚至对硬件造成损坏，通常需要对调节器输出的补偿电流进行限幅，使其不超过自身调节能力，例如中国专利申请号CN201210172255.7，公开了一种D-STATCOM的线电流不对称补偿的相电流平衡限幅方法，就是求取一组相电流向量，该组相电流向量在满足D-STATCOM装置的相电流不超过补偿极限，且相电流和线电流满足基尔霍夫电流定律的条件下，使该组相电流向量中的三相电流瞬时值的绝对值尽可能均衡，最终利用多电平PWM脉冲对D-STATCOM中的级联型变流器进行控制，以获得相应的平衡限幅相电流。首先其应用于静态同步补偿器，并不是应用于三相不平衡调节器，其次这种限幅没有考虑到三相之间的平衡而只是对单相总电流进行限幅，从而导致三相间转移电流和不为零，这会造成直流侧电容充电或放电，引发直流侧电压波动，使系统难以长时间稳定运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的补偿电流限幅方法没有考虑到三相之间的平衡而只是对单相总电流进行限幅，导致系统难以长时间稳定运行，不适用于三相不平衡调节器。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种三相不平衡调节器的补偿电流限幅方法，所述方法包括：采集三相电流峰值，并取平均值获得三相电流平均值，将三相电流峰值与三相电流平均值之间的差值与补偿电流上限进行比较，若差值中绝对值最大值不超出补偿电流上限，则此差值直接作为补偿电流值输出，与此同时三相间转移的电流和为零；若差值中绝对值最大值超出补偿电流上限，则按照比例将差值缩小至补偿范围内，与此同时三相间转移的电流和为零。