【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力，尤其涉及一种基于无功补偿与有源滤波的一体化电路。
技术介绍
1、海上风电场采用交流并网接入的方式，通过海底电缆送至陆上变电站，实现海上风电场并网送出。高压长距离海缆的使用，造成风电场送出系统充电性容性无功功率功率过剩，需要采用有效手段进行无功补偿。海底电缆线路的分布电容不可忽略，同时海上风电的大规模全功率变流器、长距离交流电缆海底广泛应用，存在诱发谐波放大或者谐波谐振的风险，严重威胁风电场集电网的安全稳定运行。
2、目前，学者们对风电场无功补偿技术和高频谐波抑制方法进行了相关研究，并实现了相关设备的并网运行。大部分研究集中于固定次谐波进行抑制治理，但由于风电场及风电场汇集区电网运行功率变化频繁、变化幅度较大，系统的阻抗参数实时变化，风电场的高次谐波次数动态变化，固定式的谐波治理无法满足海上风电场的运行控制需求。同时由于海上风电场变电站受限于场地限制，电气间隔受限，无法同时配置无功补偿与有源谐波设备的电气接入，对无功补偿与高频谐波抑制一体化装置的需求更加迫切。
3、本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
部分的至少一个问题，本专利技术实施例提供一种基于无功补偿和有源滤波的一体化电路，其同时具备无功补偿与谐波抑制的功能，可实现海上风电场的无功补偿和谐波治理，该电路包括：
2、阀组模块、第一滤波电抗、第二滤波电抗、第三滤波电
3、所述阀组模块包括第一阀组单元、第二阀组单元、第三阀组单元，其中：
4、所述第一阀组单元用于通过所述第一滤波电抗接入第一相电压；所述第二阀组单元用于通过所述第二滤波电抗接入第二相电压；所述第三阀组单元用于通过所述第三滤波电抗接入第三相电压；
5、所述功率控制模块用于根据无功补偿控制策略对所述第一相电压、第二相电压以及第三相电压进行无功补偿；以及用于根据有源滤波制控制策略对所述第一相电压、第二相电压以及第三相电压进行有源滤波。
6、在本实施例的一些可选方式中，所述第一阀组单元与所述第一滤波电抗的一端连接，所述第一滤波电抗的另一端与电网的第一相电压输入端连接；
7、所述第二阀组单元与所述第二滤波电抗的一端连接，所述第二滤波电抗的另一端与电网的第二相电压输入端连接；
8、所述第三阀组单元与所述第三滤波电抗的一端连接，所述第三滤波电抗的另一端与电网的第三相电压输入端连接。
9、在本实施例的一些可选方式中，所述第一阀组单元、第二阀组单元以及第三阀组单元分别包括n个顺次连接的阀组电路。
10、在本实施例的一些可选方式中，所述阀组电路包括电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和旁路开关，其中：
11、所述电容的一端连接所述第一开关管的集电极和所述第三开关管的集电极，所述电容的另一端连接所述第二开关管的发射极和所述第四开关管的发射极；
12、所述第一开关管的发射极连接所述第二开关管的集电极，所述第三开关管的发射极连接所述第四开关管的集电极；
13、所述第一开关管的栅极、第二开关管的栅极、第三开关管的栅极以及第四开关管的栅极分别连接至所述功率控制模块；
14、所述旁路开关的正极端连接所述第一滤波电抗和所述第一开关管的发射极；
15、所述旁路开关的负极端连接所述第四开关管的集电极和下一阀组电路的旁路开关的正极端。
16、在本实施例的一些可选方式中，所述功率控制模块包括脉冲驱动信号发生器，用于生成脉冲驱动信号，并将所述脉冲驱动信号输出至各开关管的栅极。
17、在本实施例的一些可选方式中，所述第一滤波电抗、第二滤波电抗以及第三滤波电抗均采用空心水冷电抗器。
18、在本实施例的一些可选方式中，所述无功补偿控制策略包括一级无功补偿控制子策略、二级无功补偿控制子策略以及三级无功补偿控制子策略，其中：
19、所述一级无功补偿控制子策略用于实现第一相电流、第二相电流以及第三相电流的平衡，抑制所述阀组模块的内部环流；
20、所述二级无功补偿控制子策略用于实现第一相电压、第二相电压以及第三相电压的平衡；
21、所述三级无功补偿控制子策略用于实现第一阀组单元、第二阀组单元和第三阀组单元的内部电压均衡。
22、在本实施例的一些可选方式中，在所述一级无功补偿控制子策略、二级无功补偿控制子策略以及三级无功补偿控制子策略的基础上，所述无功补偿控制策略还包括电流跟踪控制子策略，其中：
23、所述电流跟踪控制子策略引入dq变换或应用瞬时无功功率理论；
24、所述电流跟踪控制子策略的表达式如下：
25、
26、式中，iqref为无功功率电流的目标值；idref为直流母线电压的目标值；id为d轴的控制参考值；iq为q轴的控制参考值；vsd和vsq分别为有功控制分量和无功控制分量；k1为比例系数；k2为积分系数；t1为d轴时间常数、t2为q轴时间常数。
27、在本实施例的一些可选方式中，所述有源滤波控制策略包括相角快速检测子策略，其中：
28、所述相角快速检测子策略用于通过pll双闭环控制结构，确定所述第一相电压、第二相电压以及第三相电压的相位和角速度。
29、在本实施例的一些可选方式中，所述有源滤波控制策略还包括谐波电流补偿控制子策略，其中：
30、所述谐波电流补偿控制子策略用于通过输出与所述第一相电流、第二相电流以及第三相电流的大小相等方向相反的谐波电流，抵消所述第一相电流、第二相电流以及第三相电流中的负荷谐波。
31、本专利技术实施例提供的一种基于无功补偿与有源滤波的一体化电路，提出一种冗余级联式拓扑架构的无功补偿与有源滤波一体化装置，其拓扑架构、设计方案更加便于组装和运行维护，可大大提升设备的运行性能；此外，在功率控制模块的控制下使得该一体化装置同时具备无功补偿控制功能和谐波抑制功能，可实现无功功率的快速精准调节，实现海上风电场的无功补偿和谐波治理；同时，通过全频段谐波的快速检测，实现不同次谐波的精准抑制。
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1.一种基于无功补偿与有源滤波的一体化电路，其特征在于，包括：阀组模块、第一滤波电抗、第二滤波电抗、第三滤波电抗和功率控制模块，其中：
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一阀组单元、第二阀组单元以及第三阀组单元分别包括n个顺次连接的阀组电路。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述阀组电路包括电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和旁路开关，其中：
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述功率控制模块包括脉冲驱动信号发生器，用于生成脉冲驱动信号，并将所述脉冲驱动信号输出至各开关管的栅极。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一滤波电抗、第二滤波电抗以及第三滤波电抗均采用空心水冷电抗器。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述无功补偿控制策略包括一级无功补偿控制子策略、二级无功补偿控制子策略以及三级无功补偿控制子策略，其中：
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，在所述一级无功补偿控制子策略
9.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述有源滤波控制策略包括相角快速检测子策略，其中：
10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述有源滤波控制策略还包括谐波电流补偿控制子策略，其中：
...【技术特征摘要】
1.一种基于无功补偿与有源滤波的一体化电路，其特征在于，包括：阀组模块、第一滤波电抗、第二滤波电抗、第三滤波电抗和功率控制模块，其中：
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一阀组单元、第二阀组单元以及第三阀组单元分别包括n个顺次连接的阀组电路。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述阀组电路包括电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和旁路开关，其中：
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述功率控制模块包括脉冲驱动信号发生器，用于生成脉冲驱动信号，并将所述脉冲驱动信号输出至各开关管的栅极。
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢盛欣，李永进，吴宁宇，侯元柏，刘梦，刘京波，吴宇辉，郝文辉，马涛，吴伟强，韩烨，田尧，李琰，王玙，
申请(专利权)人：河北建投海上风电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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