一種混合型電能質量治理裝置的制作方法

專利名稱：一種混合型電能質量治理裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電能質量治理裝置，尤其是一種應用于供配電系統的新型并聯混 合型有源和無源電能質量治理裝置。
背景技術：
供配電系統電能質量的好壞直接關系到電力系統穩定、用電設備安全和是否經濟 用電。隨著電力電子裝置和敏感負荷的使用日益增加，電能質量問題已經成為國際供電界 關注的首要技術問題，其主要體現在電壓的波動、諧波、閃變等，以及電流中的無功、負序、 諧波分量的影響等。通過對電能質量的治理不僅可以抑制配電系統的電壓波動和閃變等， 還可以提高設備生產率、降低線損和提高設備利用率，從而實現節能降耗的目的。為了解決 這一問題，一系列的治理裝置陸續出現，主要分為串聯、并聯或其混合型，其中并聯型由于 具有投切方便以及各種保護簡單的優點，成為了眾多公司研究的重點，包括TSCXThyristor Switched Capcitor，晶閘管投切電容器)、TCR (Thyristor Controlled Reactor，晶閘管控 制電抗器)、APF (Active Power Filter，有源電力濾波器)、SVG (Static Var Generator，靜 止無功發生器)及HAPF (Hybrid Active Power Filter，混合注入式有源電力濾波器)。其 中TSC和TCR是以半控器件晶閘管為開關器件，響應時間一般在1-2個工頻周期，其中TSC 是分級補償，有時兼顧某次諧波的部分補償，適合于負載波動小的場合；而TCR必須與TSC 或者FC(Fixed Capcitor，固定電容補償)配合使用，具備無功連續可調，但其自身也是諧波 源，濾波效果差；而 APF 和 SVG 是以全控器件 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 絕緣柵雙極型晶體管)或者IGCT(Integrated Gate-Commutated Thyristor，集成門極換流 晶閘管)為開關器件，響應時間遠快于TSC和TCR，但由于受全控器件的電壓電流水平限制， 高壓大容量需要數十個器件的并聯和串聯，成本及控制復雜度高，可靠性較差，因此目前一 般使用于低壓小容量場合；而HAPF由于與FC變量提高部分等效容量，但實際中不能動態調 節無功功率輸出。在現有技術當中與本專利申請相關的內容主要有以下幾篇文獻
,文獻一為由西安賽博電氣有限責任公司于2009年6月26日申請，2009年11月25 日公開，公開號為CN101588069的中國發明專利申請公開文件，基于雙向動態無功補償裝 置的諧波和無功綜合補償系統具體介紹了一種利用了機械投切電容MSC (Mechanically Switched Capacitor，機械投切電容器)和靜止無功發生器SVG和有源電力濾波器APF組 成的并聯系統，如圖1所示。這種方法是利用APF治理諧波，利用MSC來降低SVG的容量， 比單獨實用SVG相比，其容量可以降低一半。而且相對于圖2所示的方式，采用SVG代替了 TCR，這樣減輕了 APF的負擔，因為TCR會帶入諧波，而SVG不會。該系統主要是利用SVG能 在感性和容性運行，而利用MSC提供容性，則可以提供更寬的容性運行空間。這種方式可以 降低SVG的補償容量的一半，但是對于實際所需的大容量時，SVG的容量還是要很大，成本 高。而且圖中這種單個機組很難實現高壓和大容量，只適合于低壓小容量系統。整個系統 有源受器件電壓水平的限制只適合于低壓系統。而且由于MSC不能頻繁投切，在空載情況下，SVG需額定運行，空載損耗大。文獻二為由湖南大學于2007年12月19日申請，2008年5月21日公開，公開號 為CN101183791的中國發明專利申請公開文件，一種靜止無功補償器和有源電力濾波器聯 合運行系統及其控制方法，具體介紹了一種利用TCR和HAPF相結合，而TCR與HAPF中的FC 部分構成SVC (static var compensator，靜止無功補償器)進行諧波補償，而APF配合FC 濾除諧波的補償系統及其控制方法，如圖3所示。該系統和控制方法利用TCR配合HAPF中 的FC進行無功治理，而APF配合FC進行無功補償。其中HAPF是不能動態補償無功功率的， 所以動態無功調節依賴TCR控制，而TCR的響應時間在60 100ms，這種速度對電壓閃變的 抑制效果差。而且這種HAPF方式構造復雜，不適合于高壓系統。而且這種空載運行時，TCR 運載在額定電流，空載損耗高。文獻三為由湖南大學于2007年12月19日申請，2008年12月10日授權公告，公 告號為CN201163721Y的中國實用新型專利，基于靜止無功補償器和混合注入式有源濾波 器的聯合運行裝置，具體公開了一種利用TCR+TSC型SVC和HAPF相結合，而SVC與HAPF中 的FC部分構成大容量的SVC進行無功補償，而APF配合FC濾除諧波的無功補償裝置，如圖 4所示。該裝置在在專利CN101183791的基礎上加入了一組TSC，這樣使得無功補償的范圍 增大，同時降低了 TCR的容量，降低部分空載損耗。但是由于還是利用TCR控制無功，對閃 變的抑制效果差。而且由于TCR必須與HAPF中的FC匹配，所以還是存在較大的空載損耗。文獻四為由榮飛，羅安，范卿發表在2010年第三期《電工技術學報》上的論文《應 用于不平衡系統的STATC0M電壓控制新方法》主要公開了一種補償系統的電壓控制方法，在 靜止無功發生器STATCOM (Static Synchronous Compensator，靜止同步補償器)在穩定接 入點電壓時，常采用雙環控制法，但該方法存在多個PI調節器，難以實現，同時也沒有考慮 電網電壓三相不平衡的問題。本文采用瞬時功率平衡原理，將參考電流信號直接變換為參 考電壓信號，省去了傳統雙環控制中的電流內環PI調節器，同時引入負序電壓前饋環節以 維持接入點電壓保持三相平衡，并推導了負序電壓情況下逆變器輸出電壓和輸出電流之間 的代數關系式。考慮到瞬時功率平衡原理需要STATCOM的等效電阻和等效電感值，而這兩 個參數值一般難以精確測量，為此根據反饋信息不斷修正這兩個參數的測量值。該方法利 用了瞬時功率平衡直接代替傳統的雙閉環控制，然后再對反饋信息不斷修正這等效電阻和 等效電感測量值。這樣由于要修正，就有滯后，影響控制的精度，而且魯棒性不好。文獻五為由茅靖峰，孫玉坤，吳愛華，孫運全發表在2007年10期《系統仿真學 報》上的論文《靜止同步補償器裝置建模、控制與仿真研究》主要介紹了靜止同步補償器 (STATCOM)的結構和原理。利用輸入輸出建模方法和能量方程，建立STATCOM裝置時域數 學模型和穩態數學模型。根據數學模型，給出了兩種STATCOM無功電流控制策略。使用 Matlab/Simulink平臺實現了 STATCOM控制系統的建模。仿真結果驗證了數學模型的正確 性和控制策略的有效性。該方法利用的傳統的雙閉環控制，這種控制方式對多個PI調節時 的復雜度高。因此，為了滿足電能質量改善和電氣節能的迫切需求，研究一種大容量既能對電 壓閃變、功率因數、三相不平衡等進行補償，又能對諧波進行有效抑制的低成本綜合補償裝 置有著較大的實用意義和市場推廣價值。

發明內容
本發明實施方式提供一種混合型電能質量治理裝置，該發明實施方式具有較大的 補償容量，既能對電壓閃變、功率因數、三相不平衡等進行補償，又能對諧波進行有效抑制 的低成本綜合補償。本發明提供一種混合型電能質量治理裝置的具體實施方式
，一種混合型電能質量 治理裝置，包括有源部分和無源部分，有源部分包括有源電力濾波器APF，靜止無功發生 器SVG，靜止無功發生器SVG用于提供暫態無功功率，有源電力濾波器APF用于濾除諧波； 有源電力濾波器APF和靜止無功發生器SVG具有不少于兩組，且以并聯形式通過變壓器隔 離方式與三相電網連接；無源部分包括靜止無功補償器SVC，靜止無功補償器SVC用于提供 穩態無功功率；靜止無功補償器SVC包括晶閘管投切電容器TSC，晶閘管控制電抗器TCR，固 定電容補償FC，晶閘管投切電容器TSC，晶閘管控制電抗器TCR，固定電容補償FC均直接與 三相電網相連；晶閘管投切電容器TSC用于提供大容量容性無功功率，固定電容補償FC用 于提供小容量無功功率，并兼做晶閘管控制電抗器TCR的主要次諧波濾波支路。作為本發明進一步的實施方式，混合型電能質量治理裝置包括靜止無功補償器 SVC控制模塊，靜止無功補償器SVC控制模塊包括B點分相無功功率計算模塊，比例積分模
塊一，TSC投切控制模塊，各相控制角計算模塊，電壓和電流iB輸入B點分相無功功率
計算模塊，經過比例積分模塊一和TSC投切控制模塊，得到TSC投切控制信號，并根據TCR 需發的無功，進入各相控制角計算模塊，得出TCR的分相控制信號。作為本發明進一步的實施方式，混合型電能質量治理裝置包括有源電力濾波器 APF控制模塊，有源電力濾波器APF控制模塊包括無功諧波補償判斷模塊，目標諧波檢測模
塊，諧波及直流電壓PI調節模塊，電壓 “和電流iB輸入無功諧波補償判斷模塊，無功諧波
補償判斷模塊計算出需補償的目標諧波，輸出通過計算得到的目標諧波，并和已經發出的 諧波輸入諧波及直流電壓PI調節模塊進行比例積分控制，確定參考電壓，并與固定的三角 波比較產生脈沖觸發有源電力濾波器APF中的各重模塊。作為本發明進一步的實施方式，混合型電能質量治理裝置包括靜止無功發生器 SVG控制模塊，靜止無功發生器SVG控制模塊包括自適應模糊控制器、無功電流直接計算模 塊和基于瞬時功率平衡雙閉環PI控制模塊，基于瞬時功率平衡雙閉環PI控制模塊根據自 適應模糊控制器和無功電流直接計算模塊的輸出信號，得到靜止無功發生器SVG的控制信號。作為本發明進一步的實施方式，混合型電能質量治理裝置包括基于自適應模糊 控制和瞬時功率平衡的SVG雙閉環電壓控制模塊，基于自適應模糊控制和瞬時功率平衡的 SVG雙閉環電壓控制模塊包括電流內環、電壓外環和基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊，輸出 電流i。反饋至電流內環，a相電壓ea通過鎖相模塊和正弦余弦轉換模塊進入電流內環，包 括一路來自自適應模糊控制器的輸出信號在內的來自電壓外環的兩路輸出信號經過限幅 模塊組一，分別與來自電流內環的兩路輸出信號進行差值運算，輸出差值經過PI調節模塊 組一和限幅模塊組二后，進入基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊，基于瞬時功率平衡流壓轉 化模塊經過計算將信號輸出至坐標轉換模塊二。作為本發明進一步的實施方式，自適應模糊控制器包括模糊控制器和神經網絡預測器，模糊控制器的輸入為母線電圧^與目標電壓之差LVify和’，輸出 為目標無功電流的改變量Δ ，神經網絡預測器根據K、K-UK- 2時刻的電壓差 mfh戰-谷漢貨- )和實際的輸出無功電流量h辦、-1(》-1)、2)預測出Κ+1時
刻的母線電壓差+ ,從而對模糊控制器的規則系數進行調節。作為本發明進一步的實施方式，混合型電能質量治理裝置包括基于瞬時無功電 流PI控制的瞬時功率平衡的雙閉環控制模塊，基于瞬時無功電流PI控制的瞬時功率平衡 的雙閉環控制模塊包括電流內環、電壓外環和基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊，輸出電流 i。反饋至電流內環，a相電壓ea通過鎖相模塊和正弦余弦轉換模塊后一路進入電流內環，另 一路與電流ia,ib,i。進入坐標變換模塊一，經過低通濾波器組一和PI控制器一后，與來自電 壓外環的另一路輸出信號經過限幅模塊組一，分別與來自電流內環的兩路輸出信號進行差 值運算，輸出差值經過PI調節模塊組一和限幅模塊組二后，進入基于瞬時功率平衡流壓轉 化模塊，基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊經過計算輸出信號至坐標轉換模塊二。作為本發明進一步的實施方式，混合型電能質量治理裝置包括PWM模塊，PWM模
塊為正弦脈寬調制模塊，坐標轉換模塊二輸出信號 ,與三角波經過PWM模塊比較后，得
到SVG各相模塊的觸發信號，輸出至電壓源逆變器形成補償電流，補償負載電能質量。作為本發明進一步的實施方式，正弦脈寬調制模塊包括窄脈沖消除模塊，窄脈沖 消除模塊的上鎖信號為每相IGBT觸發信號的翻轉信號，即PWM的翻轉信號，而解鎖信號則 為載波的波峰跟波谷，當調制波與載波在交點比較發生翻轉完成后，立即上鎖，在解鎖之前 禁止PWM信號發生翻轉。作為本發明進一步的實施方式，混合型電能質量治理裝置包括開關器件頻率變 換模塊，所述開關器件頻率變換模塊與靜止無功發生器SVG相連，用于在發出不同無功電 流和諧波電流之間轉換改變靜止無功發生器SVG中開關器件的頻率，并改變允許靜止無功 發生器SVG發出無功電流的峰值，保護器件不過流和過壓。通過應用本發明實施方式所描述的一種混合型電能質量治理裝置，利用SVC的大 容量主要補償穩態時負載所需無功功率，并進行三相不平衡補償，而利用SVG/APF較小容 量的快速性對補償中的動態無功或者電壓做出快速反應，以抑制電壓波動和閃變，同時利 用其APF部分配合SVC中的FC進行諧波治理，能夠起到協調利用小容量有源和大容量無源 實現低成本的大容量電能質量補償的作用。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有技術基于雙向動態無功補償裝置的諧波和無功綜合補償系統的電氣 原理圖2為現有技術基于APF與TCR及與MSC組成的混合系統的電氣原理7圖3為現有技術靜止無功補償器和有源電力濾波器聯合運行系統的電氣原理圖； 圖4為現有技術基于靜止無功補償器和混合注入式有源濾波器的聯合運行裝置的電 氣原理圖5為本發明一種混合型電能質量治理裝置的拓撲結構電氣原理圖； 圖6為本發明一種混合型電能質量治理裝置的單相等效模型電路原理圖； 圖7為本發明一種混合型電能質量治理裝置的控制原理框圖； 圖8為本發明一種混合型電能質量治理裝置的基于自適應模糊控制和瞬時功率平衡 的SVG雙閉環電壓控制原理框圖9為本發明一種混合型電能質量治理裝置的電壓自適應模糊控制器結構原理框圖； 圖10為本發明一種混合型電能質量治理裝置的基于瞬時無功電流PI控制和瞬時功率 平衡的雙閉環控制原理框圖11為本發明一種混合型電能質量治理裝置載波上升沿處窄脈沖的波形示意圖； 圖12為本發明一種混合型電能質量治理裝置載波下降沿處窄脈沖的波形示意圖； 圖13為本發明一種混合型電能質量治理裝置解鎖機制的波形示意圖； 圖14為本發明一種混合型電能質量治理裝置未采用上鎖機制的波形示意圖； 圖15為本發明一種混合型電能質量治理裝置采用上鎖機制的波形示意圖； 其中，I-B點分相無功功率計算模塊，2-比例積分模塊一，3- TSC投切控制模塊，4-各 相控制角計算模塊，5-無功諧波補償判斷模塊，6-目標諧波檢測模塊，7-諧波及直流電壓 PI調節模塊，8-自適應模糊控制器，9-無功電流直接計算模塊，10-基于瞬時功率平衡雙閉 環PI控制模塊，11-限幅模塊組一，12-PI調節模塊組一，13-限幅模塊組二，14-PWM模塊， 15-電壓源逆變器，16-坐標變換模塊二，17-模糊控制器，18-神經網絡預測器，19-坐標變 換模塊一，20-低通濾波器組一，21-PI控制器一，22-鎖相模塊，23-正弦余弦轉換模塊。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基 于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其 他實施例，都屬于本發明保護的范圍。作為本發明一種混合型電能質量治理裝置的具體實施方式
，如圖5所示的拓 撲結構電氣原理圖具體公開了混合型電能質量治理裝置的電路拓撲結構。考慮到閃變 治理需要補償裝置的系統響應時間在一個工頻周期內，結合目前技術的成熟度和性價 比，采用了 一種由變壓器耦合式多重化SVG/APF和直掛式SVC相結合的新型并聯混合 有源禾口無源電能質量補償裝置(parallel mixed active and passive power quality compensator-PMAPPQC)，其利用后者的大容量主要補償穩態時負載所需無功功率，并進行 三相不平衡補償，而利用前者的較小容量的快速性對補償中的動態無功或者電壓做出快速 反應，以抑制電壓波動和閃變，同時利用其APF部分配合SVC中的FC進行諧波治理，協調利 用小容量有源和大容量無源實現低成本的大容量的電能質量補償。下面結合所述方案對控 制及工程應用中的實際問題處理方法進行描述。本發明的具體實施方式
是由SVC、變壓器隔離型多重化SVG和APF組成，由于SVC不受電壓等級限制，而SVG、APF有變壓器隔離，可以適用于各種電壓等級的系統。同時SVC 中包括TCR、TSC和FC，其中TSC提供大容量容性無功功率，而FC提供小容量無功功率并兼 做TCR的主要次諧波濾波支路。這樣使得在空載時，TCR只需要和小容量的FC互相補償， 其運行損耗和空載損耗少，而且利用FC濾除部分諧波，減輕了 APF的諧波濾除功能。整個 SVC利用控制TCR實現負序的治理。而SVG主要是補償SVC補償后的無功的不足，即SVC提 供穩態無功功率，而SVG提供暫態無功功率，這樣所需的SVG的容量較少。而隨著負荷的增 大，SVG采用的是多重化并聯的方式，既可以成倍提高容量還可以提高等效開關頻率。同樣 APF也可以通過多重化擴大補償容量。而SVG在無功補償量較少時可以改變開關頻率，實現 部分APF的功能改善諧波。如圖5所示，PMAPPQC主要分為基于全控器件的有源和基于半控或不控的無源兩 個部分。無源部分的加入主要是為了減少有源部分的容量，節約了成本，兩者通過協同控制 達到單獨使用大容量有源補償同樣的效果。其中有源部分采用了變壓器隔離多重化技術， 由于開關器件、連接電抗等不同，將其分解為多重化SVG和多重化APF，其中SVG主要補償 無功電流，APF補償諧波電流，而在電壓跌落嚴重時APF也可作為無功發生器以彌補SVG容 量的不足。兩者都采用多重化技術使得只需根據實際補償的需要選擇合適的耦合變壓器變 比和變流器重數，可達到降低所需功率器件的電壓和電流等級，這就避開了為實現大容量 采取功率器件串并聯方式帶來的眾多問題；并且采用開關頻率較高的小功率器件，價格便 宜同時使得裝置控制精度高，反應迅速，并通過載波移相提高等效開關頻率；另外，由于各 個逆變模塊并沒有直接的電氣聯系，在冗余情況下，若有模塊因故障被切除，其他模塊通過 調控能迅速自動彌補差異，裝置可降額工作。在無源部分中，其中的TCR與TSC、FC組合成 大容量的直掛式SVC進行無功補償，并通過對TCR的三相不對稱控制，對三相不對稱進行補 償。其中加入TSC是為了減少TCR的容量，同時與FC兼做某些次諧波的濾波支路，在實際 應用中可根據實際需要，分成多組或者選用其中一部分。在控制中，A點為變壓器出線點；B點為有源補償連接后點；C點為無源補償TCR連 接前點，SVC是通過采集圖5中B點的電壓電流信號，對此點無功電流和負序電流為零為控 制目標，這是對負載無功電流的閉環控制。而有源部分中的APF是根據采集的C點的諧波 電流，并與SVC中的FC、TSC進行配合分頻抑制諧波，選中C點諧波電流為目標是為了濾除 負載及TCR的諧波，同時抑制FC、TSC支路與電源支路造成的并聯諧振，提高系統的穩定性。 而有源部分中的SVG是以A點的電壓為控制目標，通過改變對電網注入的無功電流來實現 對暫態電壓進行控制，抑制閃變。由于負載產生的電流型諧波源可視為一個理想的諧波電流源與一個很大的諧波 阻抗的并聯電路，而晶閘管控制電抗器TCR通過數學分析可等效成由一個非線性可變阻抗
和一個諧波電流源兩部分組成，根據圖6的PMAPPQC單相等效模型所示。其中力系統電 源電壓，4、Zi、、Ztx、Zta分別為電網阻抗、非線性負載的阻抗、FC支路阻抗、TSC支路 阻抗及TCR等效的可變阻抗。hk為負載產生的諧波電流源，U為TCR的諧波電流源，而有 源補償部分被假設為一個理想的受控電流源k，其他電氣量的定義如圖所示，只是利用A 和/分別表示相應量的諧波分量和基波分量。
由圖6可知，當只考慮基波電流時，則只需要通過該變TCR的控制角則可改變其 電流^f以控制B點的無功電流，即可以消除負載電流&中的無功及負序電流；而通過控制
b中的無功電流V分量即可將SVC補償后的所剩的無功電流，使得母線電流^不含無功電
流。而當只考慮諧波時，只需要t中的諧波電流‘分量使其濾除C點中的部分諧波電流，即
不含有在運行的FC和TSC已經調諧的特征次諧波4 ,使得C點處除含有^外無其他諧波，
而h將被Iw和‘A所濾除，使得母線電流^不含諧波電流。其中，h指的就是FC和TSC將
濾除的諧波，即‘ +^i ,這樣，APF和FC、TSC就不會濾除相同次的諧波，防止耦合。由于系統中的穩態無功功率由SVC補償，而SVG只補償彌補電壓暫態過程中所需 的無功功率。因此，SVC的容量為測量負載在無補償時的平均無功功率，而SVG的容量根據 負載波動無功功率的95%概率最大值減去平均無功功率。這是以目標無功補償率為95% 進行計算的，結合SVG的響應時間為5ms，整個系統的閃變改善率將接近80%。為了減少 SVG的容量，也可根據實際所需的閃變改善率來確定其容量。在圖6中，設B、C點的電壓為 由于PMAPPQC各個部分的功能不一樣，因此其控
制也自然的分為SVC、APF和SVG三部分，如圖7所示。其中，靜止無功補償器SVC控制模塊 包括B點分相無功功率計算模塊1，比例積分模塊一 2，TSC投切控制模塊3，各相控制角計
算模塊4，電圧％和電流iB輸入B點分相無功功率計算模塊1，經過比例積分模塊一 2和
TSC投切控制模塊3，得到TSC投切控制信號，并根據TCR需發的無功，進入各相控制角計算 模塊4，得出TCR的分相控制信號；有源電力濾波器APF控制模塊包括無功諧波補償判斷模
塊5，目標諧波檢測模塊6，諧波及直流電壓PI調節模塊7，電壓和電流iB輸入無功諧波
補償判斷模塊5，無功諧波補償判斷模塊5計算出需補償的目標諧波，輸出通過計算得到的 目標諧波，并和已經發出的諧波輸入諧波及直流電壓PI調節模塊7進行比例積分控制，確 定參考電壓，并與固定的三角波比較產生脈沖觸發有源電力濾波器APF中的各重模塊；靜 止無功發生器SVG控制模塊包括自適應模糊控制器8、無功電流直接計算模塊9和基于瞬時 功率平衡雙閉環PI控制模塊10，基于瞬時功率平衡雙閉環PI控制模塊10根據自適應模糊 控制器8和無功電流直接計算模塊9的輸出信號，得到靜止無功發生器SVG的控制信號。其具體控制過程如下SVC裝置對B點的無功功率進行PI控制，并采用對TCR的
分相控制及對TSC的投切控制。而APF首先根據電壓有效值偏離目標電壓的程度，若
電壓偏離度大于15%則直接發出滿額無功功率來支撐電壓，以彌補SVG容量的不足；若電壓 偏離度不大于15%時，則結合目前在運行的FC和TSC的來確定需補償的目標諧波，與FC和 TSC進行分頻來抑制諧波，消除耦合。將計算得到的目標諧波和已經發出的諧波進行PI控 制，并按照并聯的重數進行分配，同時需對其直流側電壓進行PI控制，確定參考電壓，并與 固定的三角波比較產生脈沖觸發APF中的各重模塊。對于SVG來說則直接以A點電壓為控 制目標，或以A點電流的無功分量為控制目標，為提高其響應速度和系統穩定性，應用了基 于自適應模糊控制及基于瞬時功率平衡的雙閉環電壓控制策略和基于瞬時無功電流PI控 制的瞬時功率平衡雙閉環控制策略。
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為了利用靜止無功發生器穩定接入點電壓，最常見的控制方法是雙閉環法，這種 控制方法的魯棒性好，其不足之處是必須設計4個PI調節器，并且利用PI控制進行有功和 無功電流的解耦控制，實際應用時參數難確定。文獻四《應用于不平衡系統的STATC0M電壓 控制新方法》從瞬時功率平衡原理出發，推導了逆變器輸出電流到輸出電壓的變換關系式， 從而省去了雙閉環中的電流內環PI調節器，但該方法需要知道SVG裝置的等效電阻和電感 值，而這兩個參數一般難以精確測量，需要在線修正。此外，沒有電流內環控制，導致沒有考 慮逆變器死區等對直流側充電等影響，使得直流側的電壓波動大，同時對無功電流的控制 精度低。本發明的具體實施方式
綜合了這兩種方法的優勢，利用基于瞬時功率平衡較容易 的實現了有功和無功電流的解耦和電流到電壓的轉換，減少了單獨使用雙閉環設計的復雜 度。同時利用電壓內環和電流內環組成的雙閉環可以彌補等效電阻和等效電感值不精確的 缺陷，如圖3所示。同時考慮由于直流電容是一個相對穩定的控制對象，普通的PI控制器 能滿足要求，而電網電壓受電網、負載、補償等多種制約，通常的PI調節的控制參數是通過 試驗，并折衷暫態和穩態過程以達到一種較滿意的效果，這顯然會影響其在大擾動或小擾 動下的控制效果。而自適應模糊控制是智能控制的一種，其在不需要知曉系統信息和其數 序模型而在較寬的系統運行條件下進行有效控制，增加了系統的魯棒性。因此，本發明具體 實施方式采用了基于自適應模糊控制的電網電壓控制，其與直流側電壓PI控制組成雙閉 環系統中的電壓外環控制。如圖7和圖8所示，混合型電能質量治理裝置包括基于自適 應模糊控制和瞬時功率平衡的SVG雙閉環電壓控制模塊，基于自適應模糊控制和瞬時功率 平衡的SVG雙閉環電壓控制模塊包括電流內環、電壓外環和基于瞬時功率平衡流壓轉化模 塊，輸出電流i。反饋至電流內環，a相電壓ea通過鎖相模塊22和正弦余弦轉換模塊23進 入電流內環，包括一路來自自適應模糊控制器8的輸出信號在內的來自電壓外環的兩路輸 出信號經過限幅模塊組一 11，分別與來自電流內環的兩路輸出信號進行差值運算，輸出差 值經過PI調節模塊組一 12和限幅模塊組二 13后，進入基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊， 基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊經過計算將信號輸出至坐標轉換模塊二 16。具體控制過程如下
(1)通過檢測k時刻直流側電壓Ri，經過一個截止頻率為130HZ低通濾波后，與目標 電壓比較后經過一個PI調節并限幅后得到有功電流的過程變量、；同時檢測k時刻 VSI (Voltage Source Inverter,電壓源逆變器)輸出電流k ,對其進行dq變換后并各自經 過一個截止頻率為25HZ的低通濾波后得到基波有功電流^和無功電流~。將b和&的差 進行PI調節并限幅后后得到k+Ι時刻要發出的有功電流；
(2)通過檢測k時刻電網相電壓義，與根據目標電壓及鎖相得到的目標電壓瞬時值 U—比較，結合經過自適應模糊控制器調節并限幅后得到無功電流的過程變量t ;同時檢 測k時刻VSI (電壓源逆變器)輸出基波無功電流\。將y和&的差進行PI調節并限幅后 得到k+Ι時刻要發出的無功電流；
(3 )將目標有功W和無功電流^wr通過連接等效電抗Wif和等效&根據式(1)進行電
11流到電壓的轉換，其中巧/為連接電抗值，而4不好測量，取經驗值為連接電抗值的20%。 選擇同步旋轉坐標系的d軸與接入點電壓矢量重合，并設電壓矢量的模為“。值得注意的 是兩/在實際應用時不一定要為真實值，但需要改變PI的系數進行修正；
(4)將得到的dq坐標下的電壓變量％和 經過dq反變換得到各相電壓的參考信號
U對,與三角波比較后得到各相模塊的觸發信號。對于N重模塊，只要將經過自適應模糊控
制得到的無功電流過程變量k進行N均分，同時將對應的三角波進行180° /N移相并可得 到各自的觸發脈沖。自適應模糊控制器8具體包括模糊控制器17和神經網絡預測器18，模糊控制器 17的輸入為母線電壓％與目標電壓之差和,輸出為目標無功電流的改變量Δ
，神經網絡預測器18根據K、K-I、K- 2時刻的電壓差鳴、和實際 的輸出無功電流量^4( -1)、2)預測出Κ+1時刻的母線電壓差ΔΓ( + 1)，從 而對模糊控制器17的規則系數進行調節。當SVG以穩定接入點電壓為控制目標時，以接入 點電壓的差和電壓差的倒數^^為輸入量進行模糊控制，而由神經網絡模型預測 下時刻的電壓差調節相應的模糊規則，以提高控制器的跟蹤速度和魯棒性。其中 神經網絡模型通過采集f⑥、為和‘!④、1)、2),并利用三 層BP (Back Propagation，反向傳播)網絡訓練確定相應系數。如圖9所示，其中F1表示 延時一個采樣時間，而為輸出的無功電流。具體控制流程為
(ι)通過采集κ時刻母線電壓^,并與目標電壓比較得到電壓差Mm,并結合上次的 電壓差1)得到電壓差的變化率這兩個變量作為模糊控制器的輸入變量。輸出
量為目標無功電流的改變量Δ ifi ；
(2)模糊控制器根據K時刻的輸入變量，由相應的模糊規則，可得到K時刻補償的差Δ ，其中采用Mamdani模糊推理方法進行推理，解模糊方法采用中心面積法；
(3)神經網絡預測器根據K、K-l、K-2時刻的電壓差ΔΓ )、!SFit- 1), Δ「( -2)禾口實 際的輸出無功電流量W)、H D- igji-為預測出K+1時刻的母線電壓差+1), 從而對模糊控制器的規則系數進行調節，使得模糊控制器能輸出Κ+1時刻所需的無功電流 的差值Sp1(X)，以及時補償，減少第Κ+1時刻的實際母線電壓差ΔΓ(Ι + 1)。其中神經網絡預
測器的訓練數據通過模糊控制器中不加神經網絡預測所得的數據。SVG有時是為了控制接入點的電壓平穩，但由于SVG容量的限制，線路上由于有功電流導致的電壓跌落或者過大的無功沖擊導致的電壓波動，這些SVG都不能去抑制。而且 有些場合主要是考慮功率因數，因此SVG有些場合是以接入點功率因數為控制目標，即控 制接入點的無功電流。例如圖7中的A點的無功電流最小，則通過采集A點的電流，利用瞬 時無功理論進行有功和無功電流的分解得到其無功電流。因為SVG接入點在A點后，A點 的電流中包括了 SVG發出的電流，因此對A點無功電流的控制自然形成了一個閉環，通過對 A點無功電流的PI調節得到SVG要發出的目標無功電流量，再結合基于瞬時功率平衡的雙 閉環控制策略，如下述基于自適應模糊控制和瞬時功率平衡的SVG雙閉環電壓控制方法中 所述進行對無功電流的雙閉環控制，如圖10所示。混合型電能質量治理裝置包括基于瞬 時無功電流PI控制的瞬時功率平衡的雙閉環控制模塊，基于瞬時無功電流PI控制的瞬時 功率平衡的雙閉環控制模塊包括電流內環、電壓外環和基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊， 輸出電流i。反饋至電流內環，a相電壓ea通過鎖相模塊22和正弦余弦轉換模塊23后一路 進入電流內環，另一路與電流ia, ib, i。進入坐標變換模塊一 19，經過低通濾波器組一 20和 PI控制器一 21后，與來自電壓外環的另一路輸出信號經過限幅模塊組一 11，分別與來自電 流內環的兩路輸出信號進行差值運算，輸出差值經過PI調節模塊組一 12和限幅模塊組二 13后，進入基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊，基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊經過計算輸 出信號至坐標轉換模塊二 16。
其具體控制過程如下
(1)通過檢測k時刻直流側電壓Ri，經過一個截至頻率為130HZ低通濾波后，與目標 電壓巧_比較后經過一個PI調節并限幅后得到有功電流的過程變量 同時檢測k時刻 逆變器輸出電流k ,對其進行dq變換后并各自經過一個截至頻率為25HZ的低通濾波后得 到基波有功電流&和無功電流\。將b和&的差進行PI調節并限幅后，得到k+Ι時刻要發 出的有功電流；
(2)通過對電網電壓的檢測進行鎖相得到相應的smwi、Mswi，并檢測k時刻電網電流 V V V進行坐標變換，即從abc坐標變換到dq坐標，得到有功電流和無功電流、，并 各自經過一個截至頻率為25HZ的低通濾波后得到基波有功電流和無功電流。對基 波無功電流^^進行PI調節并限幅后得到需要發出的目標無功電流& ；同時檢測k時刻逆 變器輸出基波無功電流&。將y和&的差進行PI調節并限幅后，得到k+Ι時刻要發出的無 功電流；
(3 )將目標有功和無功電流通過連接等效電抗巧/和等效&根據式(2 )進行電
流到電壓的轉換，其中M/為連接電抗值，而Rf不好測量，取經驗值為連接電抗值的20%。 選擇同步旋轉坐標系的d軸與接入點電壓矢量重合，并設電壓矢量的模為"；(4)將得到的dq坐標下的電壓變量Q和、經過dq反變換得到各相電壓的參考信號
Ur4 ,與三角波比較后得到各相模塊的觸發信號。對于N重模塊，只要將經過自適應模糊控
制得到的無功電流過程變量k進行N均分，同時將對應的三角波進行180° /N移相后得到 各自的觸發脈沖。本發明具體實施方式
所采用的“瞬時功率平衡的SVG雙閉環控制”結合 瞬時功率平衡直接控制和傳統雙閉環控制的優勢。這種方式由于利用了電流反饋 環節，使得系統對等效電阻和等效電感這兩個值的敏感度降低，即加入電流內環PI (Proportional-Integral,比例積分)調節使得整個系統的魯棒性增強。而相對傳統雙閉 環PI控制，由于不需要利用雙PI調節去對有功和無功電流的解耦合和實現電流到電壓的 轉換，而是改為由利用等效電阻和等效電感加入計算直接把參考電流轉換成參考電壓，計 算簡單，容易實現，而且使得整個系統的PI參數容易得到。混合型電能質量治理裝置進一步包括PWM模塊14，PWM模塊14為正弦脈寬調制
模塊，坐標轉換模塊二 16輸出信號 ，與三角波經過PWM模塊14比較后，得到SVG各相模
塊的觸發信號，輸出至電壓源逆變器15形成補償電流，補償負載電能質量。而一個模塊內 通常包括a相、b相、c相三相共3個IGBT單橋。在調制波與載波進行調制的方式上使用了 SPWM (Sinusoidal PWM，正弦脈寬調制)比較生成法，而常見的SPWM比較生成方式有計算法 以及自然采樣法。在本發明的具體實施方式
中采用的是DSP(Digital Signal Processing, 數字信號處理)計算調制波，由FPGA (Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣 列)調制生成SPWM的系統結構。由于FPGA具有運行頻率高、可多個模塊并行運算的優勢， 本發明的具體實施方式
采用了自然采樣這種最簡單便捷的調制方式。但是在FPGA中采用自然比較法時，因為調制波與載波信號均為數字信號，而且由 于兩者的更新頻率不同，所以在比較時存在在交點處發生多次比較的可能，如圖11和圖12 所示。當調制波在與載波信號相交的地方發生更新，則必然會出現PWM脈沖的多次翻轉，從 而產生危害極大的窄脈沖。如果窄脈沖過短便會造成器件未完全關斷變重新開啟或者是未 完全開啟便關斷，威脅器件安全工作和系統正常運行。針對這種情況本發明具體實施方式
采用了一種新型的自然比較機制，能夠有效的剔除窄脈沖。鑒于上述提到的窄脈沖是調制波與載波的多次比較造成的，因而本發明實施方 式設計了一個如下圖13所示的脈沖翻轉鎖定機制和相應的窄脈沖消除模塊。這個窄脈 沖消除模塊鎖機制的上鎖信號為每相IGBT觸發信號的翻轉信號，即PWM (Pulse-width modulation，脈寬調制)的翻轉信號，而解鎖信號則為載波的波峰跟波谷。當調制波與載波 在交點比較發生翻轉完成后，立即上鎖，在解鎖之前禁止PWM信號發生翻轉。從而杜絕了 PWM在交點處的多次翻轉，消除了窄脈沖。采用這種上鎖機制后，窄脈沖得到了明顯消除，圖14和圖15分別為采用上鎖機制 前的波形對比。上鎖前，由于窄脈沖的存在，造成線電壓PWM輸出在本該為正向脈沖處出現 負向脈沖，或者在本應為負向脈沖位置出現正向脈沖。在圖14中可以明顯觀察到這個現 象，圖15中在采用上鎖機制后有效的防止了這種情況的出現。在無功功率補償方面，SVG用來彌補SVC補償后與目標需要補償的無功的差，因此
14絕大多數時刻沒有在滿負荷運行。特別有些時候只有少量無功功率需要補償，但有較多的 諧波。因此此時SVG可以提高開關頻率，補償小量無功的同時濾除系統諧波。其中諧波通
過常規的、進行求取，并對其調節后得到的諧波電壓分量疊加到圖9和圖11中的
中即可。但由于開關器件受散熱等限制，開關頻率越高允許通過的電流越少，為了在發出不 同無功電流和諧波電流之間轉換需要改變開關器件的頻率。頻率的改變多少主要取決于其 要發出的無功功率，而SVG要發出的無功功率可由上個工頻周期估算得知，因此可根據下 個周期SVG需要發出的無功功率來改變下個周期器件的開關頻率值，并改變允許SVG發出 無功電流的峰值，以保護器件不過流和過壓。其中開關器件頻率的變換是以同步電壓為基 準每周期改變載波(三角波)的頻率來實現。而頻率根據器件本身特點和需要的容量進行決 定，可根據器件及其關斷過電壓情況制定相應規則。如當使用SIIP2403GB172模塊時，假設
其需要補償的無功電流有效值為4，開關頻率為/，允許通過的最大瞬時電流為Vm砠，則
可制定如下初期規則
I、IF<1010A THEN / = IkHZ AND =ISOOA ；
II、IF80〔yK/r《912ATHEN / = 1.5,WZ AND Jpmffi =1950A ；
III、IF751A < Iv < 800ATHEN / = 2kHZ AND =2100A ；
IV、IF668A</f <750ATHEN / = 2 cMiZ AND Vmsx = 2200A ；
V、IF561A</r<667ATHEN / = 3kHZ AND Vmai = 230OA。這是一種混雜型補償方式，吸取了各種補償裝置的優點，以較小容量的有源部分 以達到等效于大容量有源補償的效果。這種多補償器組合的方式，控制分散，耦合性小，容 易實現，而且不會因為一個設備故障而導致整個裝置停運。另外是這種方式的成本低廉，技 術成熟，穩定性好。通過應用本發明實施方式所描述的一種混合型電能質量治理裝置，可以達到如下 技術效果
1、SVG和SVC組合中的SVG容量根據負載波動無功功率的95%概率最大值減去平均無 功功率，可以實現SVG容量的最小化，降低成本；
2、基于瞬時功率平衡的SVG雙閉環電壓控制技術，相對于傳統的雙閉環相比，控制器 PI參數設置變的簡單；
3、電壓自適應模糊控制使得對接入點電壓控制的魯棒性好，提高了對電壓波動的補償 效果；
4、窄脈沖抑制技術簡單實用，相比大幅度提高載波幅值或者采用對窄脈沖濾波的方 法，該方法簡單可靠；
5、基于載波變頻的SVG諧波抑制技術，對于某些沒有使用APF的場合尤其有用，充分利 用了有源的作用，是一種無功功率補償優先，諧波抑制兼顧的策略。通過載波變頻來提高器 件的開關頻率，簡單、實用、可靠。需要說明的是，通過直接利用大容量SVG或者APF進行大容量補償，兼顧無功功 率、諧波、負序電流抑制的方式，也能夠達到本發明實施方式的一部分基本功能，但是這樣需要的容量很大。APF難以做到數十兆這樣的容量，而SVG能通過級聯等做到這么大的容 量，但是隨著容量的增大，成本價格成倍數增加，而且穩定性能下降。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護范圍。
權利要求
一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，包括有源部分和無源部分，有源部分包括有源電力濾波器APF，靜止無功發生器SVG，靜止無功發生器SVG主要用于提供暫態無功功率，有源電力濾波器APF用于濾除諧波；有源電力濾波器APF和靜止無功發生器SVG具有不少于兩組，且以并聯形式通過變壓器隔離方式與三相電網連接；無源部分包括靜止無功補償器SVC，靜止無功補償器SVC用于提供穩態無功功率；靜止無功補償器SVC包括晶閘管投切電容器TSC，晶閘管控制電抗器TCR，固定電容補償FC，晶閘管投切電容器TSC，晶閘管控制電抗器TCR，固定電容補償FC均直接與三相電網相連；晶閘管投切電容器TSC用于提供大容量容性無功功率，固定電容補償FC用于提供小容量無功功率，并兼做晶閘管控制電抗器TCR的主要次諧波濾波支路。
2.根據權利要求1所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，所述的混合型 電能質量治理裝置包括靜止無功補償器SVC控制模塊，靜止無功補償器SVC控制模塊包括 B點分相無功功率計算模塊(1 )，比例積分模塊一(2)，TSC投切控制模塊(3)，各相控制角計算模塊(4 )，電壓 和電流iB輸入B點分相無功功率計算模塊(1)，經過比例積分模塊一(2)和TSC投切控制模塊(3)，得到 TSC投切控制信號，并根據TCR需發的無功，進入各相控制角計算模塊(4)，得出TCR的分相 控制信號。
3.根據權利要求2所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，所述的混合型 電能質量治理裝置包括有源電力濾波器APF控制模塊，有源電力濾波器APF控制模塊包括 無功諧波補償判斷模塊(5)，目標諧波檢測模塊(6)，諧波及直流電壓PI調節模塊(7)，電壓 c和電流iB輸入無功諧波補償判斷模塊(5)，無功諧波補償判斷模塊(5)計算出需補償的目標諧波，輸出通過計算得到的目標諧波，并和已經發出的諧波輸入諧波及直流電壓PI調 節模塊(7)進行比例積分控制，確定參考電壓，并與固定的三角波比較產生脈沖觸發有源電 力濾波器APF中的各重模塊。
4.根據權利要求1、2、3中任一權利要求所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征 在于，所述的混合型電能質量治理裝置包括靜止無功發生器SVG控制模塊，靜止無功發生 器SVG控制模塊包括自適應模糊控制器(8 )、無功電流直接計算模塊(9 )和基于瞬時功率平 衡雙閉環PI控制模塊(10)，基于瞬時功率平衡雙閉環PI控制模塊(10)根據自適應模糊控 制器(8)和無功電流直接計算模塊(9)的輸出信號，得到靜止無功發生器SVG的控制信號。
5.根據權利要求4所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，所述的混合型 電能質量治理裝置包括基于自適應模糊控制和瞬時功率平衡的SVG雙閉環電壓控制模 塊，基于自適應模糊控制和瞬時功率平衡的SVG雙閉環電壓控制模塊包括電流內環、電壓 外環和基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊，輸出電流i。反饋至電流內環，a相電壓ea通過鎖 相模塊(22)和正弦余弦轉換模塊(23)進入電流內環，包括一路來自自適應模糊控制器(8) 的輸出信號在內的來自電壓外環的兩路輸出信號經過限幅模塊組一(11 )，分別與來自電流 內環的兩路輸出信號進行差值運算，輸出差值經過PI調節模塊組一(12)和限幅模塊組二 (13)后，進入基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊，基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊經過計算 將信號輸出至坐標轉換模塊二(16)。
6.根據權利要求5所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，所述的自適應模糊控制器(8)包括模糊控制器(17)和神經網絡預測器(18)，模糊控制器(17)的輸入為母 線電圧U與目標電壓之差ΔΓ( ·)和，，輸出為目標無功電流的改變量Δ ^m，神經網 絡預測器(18)根據K、K-U K- 2時刻的電壓差_、m-^h沙貨-2)和實際的輸出無功 電流量ι多1> ( -2)預測出Κ+1時刻的母線電壓差+ ,從而對模糊控制器(17)的規則系數進行調節。
7.根據權利要求4所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，所述的混合型 電能質量治理裝置包括基于瞬時無功電流PI控制的瞬時功率平衡的雙閉環控制模塊， 基于瞬時無功電流PI控制的瞬時功率平衡的雙閉環控制模塊包括電流內環、電壓外環和 基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊，輸出電流i。反饋至電流內環，a相電壓ea通過鎖相模塊 (22)和正弦余弦轉換模塊(23)后一路進入電流內環，另一路與電流ia, ib, i。進入坐標變換 模塊一(19)，經過低通濾波器組一(20)和PI控制器一(21)后，與來自電壓外環的另一路 輸出信號經過限幅模塊組一(11)，分別與來自電流內環的兩路輸出信號進行差值運算，輸 出差值經過PI調節模塊組一(12)和限幅模塊組二(13)后，進入基于瞬時功率平衡流壓轉 化模塊，基于瞬時功率平衡流壓轉化模塊經過計算輸出信號至坐標轉換模塊二(16)。
8.根據權利要求5或7所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，所述的混合 型電能質量治理裝置包括PWM模塊(14)，所述的PWM模塊(14)為正弦脈寬調制模塊，坐標轉換模塊二(16)輸出信號,與三角波經過PWM模塊(14)比較后，得到SVG各相模塊的觸發信號，輸出至電壓源逆變器(15)形成補償電流，補償負載電能質量。
9.根據權利要求5或7所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，所述的正弦 脈寬調制模塊包括窄脈沖消除模塊，所述窄脈沖消除模塊的上鎖信號為每相IGBT觸發信 號的翻轉信號，即PWM模塊(14)的翻轉信號，而解鎖信號則為載波的波峰跟波谷，當調制波 與載波在交點比較發生翻轉完成后，立即上鎖，在解鎖之前禁止PWM信號發生翻轉。
10.根據權利要求5或7所述的一種混合型電能質量治理裝置，其特征在于，所述的混 合型電能質量治理裝置包括開關器件頻率變換模塊，所述開關器件頻率變換模塊與靜止 無功發生器SVG相連，用于在發出不同無功電流和諧波電流之間轉換改變靜止無功發生器 SVG中開關器件的頻率，并改變允許靜止無功發生器SVG發出無功電流的峰值，保護器件不 過流和過壓。
全文摘要
本發明公開了一種混合型電能質量治理裝置，包括有源和無源部分，有源部分包括有源電力濾波器APF，靜止無功發生器SVG，SVG用于提供暫態無功功率，APF用于濾除諧波；APF和SVG具有不少于兩組，且以并聯形式通過變壓器隔離方式與三相電網連接；無源部分包括靜止無功補償器SVC，SVC用于提供穩態無功功率；SVC包括晶閘管投切電容器TSC，晶閘管控制電抗器TCR，固定電容補償FC，TSC，TCR，FC均直接與三相電網相連；TSC用于提供大容量容性無功功率，FC用于提供小容量無功功率，并兼做TCR的主要次諧波濾波支路，用于對電能系統進行協調綜合補償和諧波治理。
文檔編號H02J3/18GK101924370SQ20101027565
公開日2010年12月22日 申請日期2010年9月8日 優先權日2010年9月8日
發明者劉華東, 呂順凱, 周方圓, 周靖, 張定華, 易海泉, 楊磊, 段世彥, 王衛安, 王才孝, 胡曉東, 譚勝武, 鄧建華, 黃燕艷, 龍禮蘭 申請人:株洲變流技術國家工程研究中心有限公司