[发明专利]一种电能质量优化装置及控制方法

权利要求书

1.一种电能质量优化装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的电池储能运维单元(1)、直流电压控制斩波器(2)、直流钳位单元(3)、直流平波电容(4)、三相逆变器(5)、输出滤波器(6)和谐波谐振能量吸收单元(7)；

其中，所述输出滤波器(6)接入电网与非线性负载之间的交流母线上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池储能运维单元(1)包括：IGBT(8)、泄能电阻(9)、蓄电池(10)；

所述蓄电池(10)的正极分别与所述IGBT(8)的集电极和所述直流电压控制斩波器(2)中保护二极管(12)的阳极连接；

所述蓄电池(10)的负极与所述直流电压控制斩波器(2)中保护二极管(13)的阳极连接；所述蓄电池(10)的负极经过所述泄能电阻(9)与所述IGBT(8)的发射极连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电压控制斩波器(2)包括：超级电容(11)、保护二极管(12)、保护二极管(13)、连接电抗器(14)、IGBT(15)和IGBT(16)；

所述保护二极管(12)的阳极与所述保护二极管(13)的阳极间接有所述超级电容(11)；

所述保护二极管(12)的阴极分别与所述IGBT(15)的集电极和所述直流钳位单元中IGBT(17)的集电极连接；

所述IGBT(15)的发射极与所述IGBT(16)的集电极连接；

所述IGBT(16)的发射极与所述直流钳位单元(3)中的钳位电阻(18)连接；

所述保护二极管(12)的阳极与所述IGBT(15)的发射极接有所述连接电抗器(14)。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流钳位单元(3)包括：IGBT(17)和泄能电阻(18)；

所述IGBT(17)的发射极与所述IGBT(16)的发射极间接有所述泄能电阻(18)；

所述IGBT(17)的集电极与所述IGBT(15)的集电极连接；

所述IGBT(17)的集电极和所述三相逆变器(5)中IGBT(23)的发射极间接有所述直流平波电容(4)。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述三相逆变器(5)由IGBT(20)、IGBT(21)、IGBT(22)、IGBT(23)、IGBT(24)和IGBT(25)组成；

所述三相逆变器(5)的直流侧两端接入所述直流平波电容(19)；

所述三相逆变器(5)的交流侧三相输出端分别连接所述输出滤波器(6)中的电抗器(26)、电抗器(27)和电抗器(28)。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出滤波器(6)包括：电抗器(26)、电抗器(27)、电抗器(28)、电容(29)、电容(30)和电容(31)；

所述电抗器(26)与所述电容(31)的连接点接入电网与非线性负载之间的交流母线上；

所述电抗器(27)与所述电容(30)的连接点接入电网与非线性负载之间的交流母线上；

所述电抗器(28)与所述电容(29)的连接点接入电网与非线性负载之间的交流母线上。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述谐波谐振吸收单元(7)包括：电容(32)、电容(33)、电容(34)、电阻(35)、电阻(36)和电阻(37)；

所述电容(32)的一端与所述输出滤波器(6)中的电抗器(26)与电容(31)的连接点连接，另一端与所述输出滤波器(6)中的电容(29)、电容(30)和电容(31)的连接点通过电阻(35)连接；

所述电容(33)的一端与所述输出滤波器(6)中的电抗器(27)与电容(30)的连接点连接，另一端与所述输出滤波器(6)中的电容(29)、电容(30)和电容(31)的连接点通过电阻(36)连接；

所述电容(34)的一端与所述输出滤波器(6)中的电抗器(28)与电容(29)的连接点连接，另一端与所述输出滤波器(6)中的电容(29)、电容(30)和电容(31)的连接点通过电阻(37)连接。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的电能质量优化装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

将电网与非线性负载之间的三相电压依次经过锁相环和移相器，得到移相器输出的移相角；

将电网与非线性负载之间的三相电流和移相器输出的移相角经过abc/dq转换器，得到abc/dq转换器输出的d轴电流分量和q轴电流分量；

将d轴电流分量和q轴电流分量经过第一dq/abc转换器，得到第一dq/abc转换器输出的非线性负载的三相基波电流；

将d轴电流分量与非线性负载基波有功电流参考值的差值与q轴电流分量经过第二dq/abc转换器，得到第二dq/abc转换器输出的非线性负载的三相电流值；

将非线性负载的三相电流值和非线性负载的三相基波电流的差作为含有高次谐波的三相负序电流；

将含有高次谐波的三相负序电流和电网与非线性负载之间的三相电流的和作为指令信号电流；

将指令信号电流输入滞环比较器，得到滞环比较器输出的PWM控制信号控制电能质量优化装置内的IGBT。