1.一种并联SVG(H桥级联)高次谐波环流程度评估方法,其特征在于:步骤一、模型搭建:
①电网电压可等效成理想正弦交流电压源,其最大值为 相角 频率为,两台并联SVG完全相同,定义在单极倍频载波调制下载波频率均为 ,并工作在理想稳定状态条件下;
②鉴于理想SVG装置的三相对称性,仅需拿出两个并联SVG中每个SVG的任意同相阀组结构做机理分析即可;
步骤二、对两个2级联的并联SVG在调制比 的情况下做环流率 的分析,其中 是调制波幅值最大值, 是载波幅值最大值;
步骤三、为简化计算, 第一类环流波形与第二类环流波形单位正弦波的分界角 按等比例原则划分;
步骤四、在调制比 得到实际的环流率方程;
步骤五、对每一个修正系数离散值的集合都利用最小二乘法分频率段进行拟合;
步骤六、实际情况当中,进一步推出环流通式;
步骤七、对实际环流程度的判据条件为
(15)
其中 。
2.根据权利要求1所述的并联SVG(H桥级联)高次谐波环流程度评估方法,其特征在于:步骤一、模型搭建:设定每个SVG每相串联阀组数 且每个阀组直流侧电容在理想稳定运行状态下电压幅值均为SVG有功控制环节中的给定的参考电压 ;并规定的阀组11至
18代表1号SVG的IGBT,11'至18'分别代表对应IGBT的反并联二极管,阀组21至28代表2号SVG的IGBT,21'至28'分别代表对应IGBT的反并联二极管,1号SVG和2号SVG分别经串联输出电感L1和L2,将两个SVG并联后与电网侧交流电源和其电感串联形成回路,1号SVG与前面的电容用E11表示,后面电容符号E12,2号SVG前面的电容符号E21,后面的电容E22;然后只将2号SVG所有阀组的三角载波相位向后移动 角, 或仿真滞后时间少于秒,并令 值,电网侧变压器和线路总电抗的值为 ;
令1号SVG的所有基波正弦电压都以环流的形式发给电网和2号SVG,即n级联的1号SVG可等效成暂态幅值为 的交流电压源和电感 相串联后与2号SVG的电感 并联再与电网侧电感 并联的等效数学模型;
按这个数学模型算出只流向2号SVG的最大环流电流幅值,即表示为: (1)
再定义环流率 :由1号SVG载波相移偏差导致对2号SVG产生的环流与上述最大环流电流的比值,取值范围 ;
再将原数学模型中的交流电压源 改为 ,则得高频环流 的幅值为:
(2);
步骤二、环流率 的分析:将稳定状态下SVG输出的正弦波看成是标准单位正弦波,设SPWM波的脉冲宽度 是一个时间量,每对应一个脉冲宽 度那么根据SPWM波形的正弦规律对称性的特点,随第1个 正弦周期幅值随时间的上升,脉冲宽度逐渐增加,第2个 正弦周期幅值随时间的下降,脉冲宽度逐渐减小且波形相对于前 正半周期关于对应单位正弦波 位置对称,负半周与正半周除符号外相同,分析前 周期的环流波形;
随着 周期SPWM波脉冲宽度随正弦规律的逐渐增大,环流波形按宏观角度分成三类:当脉冲宽度在 范围时,取其范围内的任意一段时间波形,1号SVG输出SPWM波 减去2号SVG输出滞后 角的SPWM波 后,再取其大于0的波形即是环流正周期 波形,并将其称为第一类环流波形;当脉冲宽度增大到在 范围时,取其范围内的任意一段时间波形,1号SVG输出SPWM波 减去2号SVG输出滞 后角的SPWM波 后,再取其大于0的波形即是环流正周期波形 ,并将其称为第二类环流波形;同理,当脉冲宽度增大到在 范围时环流正周期波形 ,将其称为第三类环流波形;
分析各阶段 波形得:当脉冲宽度在 范围时,电流 都漏出去变成了环流 ,即 ;当脉冲宽度增大到在 范围时, 与变化无关,其宽度恒等于第一类环流波形末端的宽度 ,即是一个仅与 角有关的恒定电流;当脉冲宽度增大到在 范围时, 该曲线的表达式是 最终在单位正弦波 处 即 ;
步骤三、当 时 ,等比例原则就是保持这个比例恒等于任意 ,其中 在限定的取值范围内可取任意值,经计算得到任意 的分界角 : (3)由 得第二类与第三类环流波形的分界点,这个角度的取值区间是 ,则得出第1个 正半周期最小单元环流公式: (4)
第2个 正半周期 ,将第1个 正半周期环流率公式积分后与 周期正弦波积分值的作比值,即得:
(5)
步骤四、用环流率方程(5)需除以修正系数 ,用调制比 的单位正弦波在固定频率 下近似等分成十个载波移相角,即 分别为 、 … 、 ,再将这十个值代入公式(3),得出的 再分别换成角度为3、6、9…27、30度,作为以下表格的横坐标;用示波器测出SVG1与SVG2的所有输出电流之差,即 ;
步骤五、挑选计算量较小且误差平方和SSE不超过0.015的拟合算法,按此约束条件下分别得到不同频段下的修正系数函数,令其中 :当载波频率范围为(100 300Hz)时,~
(6)
当载波频率范围为(300 600Hz)时,~
(7)当载波频率范围为(600 900Hz)时,~
(8)当载波频率范围为(900 1300Hz)时,~
(9)
当载波频率范围为(1300 2000Hz)时,~
(10);
步骤六、设并网SVG为m个,所有SVG对这一支路SVG的环流电流响应极大值为: (11)
平均化后的 如下列公式所示:
(12)
设任一条支路的环流电流为 , k分别取1、2…、m整数并分别代表1、2…、m 号SVG,设 为第k个SVG与其它第 个SVG 的载波相角差,那么 则为: (13)推出每一条支路的环流总电流,得到最终扩展通式为:(14);
步骤七、式(15)中
p为严重等级数,分成以下三类严重程度:当p=1时,为轻微高次环流程度,影响很小,基本不用滤除这种高次谐波;
当p=2时,为中度高次环流程度,可以用相应的控制模块来消除这种高次谐波环流;
当p=3时,为严重高次环流程度,不仅需要相应的控制模块来抑制这种高次谐波环流,还需要加APF滤波器滤除它;
当p=4时,为极严重高次环流程度,只能用滤波器进行抑制,需要调节载波相位角,甚至需要更换SVG设备。