HVM波；當(dāng)電壓信號過低或者過高 時，PDPINTA端口便輸出低電平，DSP檢測到下降沿后啟動保護(hù)中斷，將DSP全局清零并封鎖 PWM，實(shí)現(xiàn)欠、過電壓的保護(hù)。
[0141] 過流保護(hù)電路如圖11所示，將電流檢測信號接在過流保護(hù)電路的b點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)正常 工作時，電流經(jīng)LM393和二極管錯位電路使輸出為3.3V的高電平電壓信號，電路正常工作， 當(dāng)檢測到的電流信號過大時，LM393輸出0V，DSP保護(hù)引腳檢測到低電平進(jìn)入PDPINTA中斷， 停止輸出PWM信號，達(dá)到保護(hù)的目的。
【具體實(shí)施方式】 [0142] 六:本實(shí)施方式所述的基于模塊化多電平換流器的無功補(bǔ)償方法， 它包括W下步驟：
[0143] 用于采集阻感負(fù)載上的S相負(fù)載電流信號ia、ib和i。的步驟；
[0144] 用于采集MMC換流器4直流側(cè)的電壓信號的步驟；
[0145] 用于接收S相負(fù)載電流信號ia、ib和i。分別進(jìn)行Clarke變換和化rk變換得到旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)系下負(fù)載電流的d和q分量id和iq，將d軸分量id進(jìn)行經(jīng)化rk反變換和Clarke反變換后與 ia、ib和i。作差，獲得無功電流iq，同時，接收電壓信號利用電壓排序法將電壓大小進(jìn)行排 序，維持直流電壓穩(wěn)定，根據(jù)電壓大小的排序和無功電流，獲得調(diào)制波和載波，通過調(diào)制波 和載波生成兩路PWM信號的步驟；
[0146] 用于接收兩路PWM信號進(jìn)行隔離放大后驅(qū)動MMC換流器4的步驟；
[0147] 用于接收驅(qū)動信號，控制SM模塊中IGBT的通斷，輸出補(bǔ)償電流ifa、i化和ifc補(bǔ)償S 相交流電源中的無功和諧波的步驟。
[0148] 圖19為系統(tǒng)主程序流程圖。首先是對系統(tǒng)的相關(guān)模塊進(jìn)行初始化，具體包括：I/O 口初始化、A/D中斷初始化、PWM初始化、變量初始化。然后進(jìn)行等待中斷事件發(fā)生。
[0149] 子程序
[0150] 1A/D轉(zhuǎn)換與故障保護(hù)程序
[0151] 通過控制寄存器ADCONl，設(shè)置引腳功能為模擬輸入通道，基準(zhǔn)電壓接入引腳或通 用數(shù)字I/O引腳，設(shè)置轉(zhuǎn)換結(jié)果的存放格式，如果需要A/D中斷功能，開放相應(yīng)的中斷功能 位。將采樣電壓、電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，若電壓、電流超過標(biāo)準(zhǔn)值，則進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，如圖 20所示。
[0152] 2捕獲中斷
[0153] 捕獲中斷子程序的設(shè)計(jì)是通過數(shù)字鎖相環(huán)PLL，檢測電網(wǎng)電壓的頻率。在A相電壓 信號上升沿的過零點(diǎn)捕獲中斷開啟，捕獲值送給定時器T2,將兩次連續(xù)捕獲的值作差即為 電網(wǎng)頻率，當(dāng)電網(wǎng)波動超出設(shè)定范圍時，捕獲值視為無效，如圖21所示為捕獲中斷的子程序 的具體實(shí)現(xiàn)方法。
[0154] 3PWM 移相
[0155] 本發(fā)明中采用的是載波移相調(diào)制方式，流程圖如圖22所示，由于每個橋臂有3個SM 模塊單元，上橋臂載波移相角為0、化/3、仙/3,下橋臂載波移相角為31/3、331/3、531/3，通過設(shè) 置DSP中死區(qū)定時器控制寄存器可實(shí)現(xiàn)移相功能。
[0156] 如圖23所示是補(bǔ)償前A相電壓、電流波形，從圖中可W看出電壓電流存在一定的相 位差。
[0157] 圖24所示是補(bǔ)償后A相電壓、電流波形，靜止無功發(fā)生器補(bǔ)償后電壓電流變?yōu)橥?位，說明該系統(tǒng)可W實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電網(wǎng)的功能。
[0158] 圖25所示是SM模塊級聯(lián)A相線電壓輸出波形，從圖中可看出波形具有13個電平，接 近正弦波。
[0159] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0160] 本發(fā)明采用模塊化級聯(lián)的方式作為無功補(bǔ)償裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；電流檢測電路是W 瞬時無功功率理論為基礎(chǔ);直流電壓采用改進(jìn)的電壓排序平衡的方法;采用環(huán)流抑制器有 效的抑制環(huán)流。具體優(yōu)點(diǎn)如下：
[0161] UMMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由多個小模塊單元構(gòu)成，提高了系統(tǒng)的電壓等級和容量，且輸出 電壓波形更逼近正弦波。
[0162] 2、改進(jìn)的電壓排序法能有效的平衡直流側(cè)電容電壓，與傳統(tǒng)電壓排序法相比減少 了 IGBT開關(guān)次數(shù)，降低損耗。
[0163] 3、環(huán)流抑制器能有效抑制MMC的內(nèi)部環(huán)流，減小子模塊電壓波動，延長系統(tǒng)壽命。
[0164] 4、采用DSP為核屯、控制忍片，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確，快速響應(yīng)，更具有保護(hù)電路的功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于模塊化多電平換流器的無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，它包括檢測單元（1)、DSP控 制器(2)、驅(qū)動單元(3)和MMC換流器(4)， DSP控制器(2)采用型號為TMS320F2812的忍片實(shí)現(xiàn)， 檢測單元(1)包括Ξ個電流檢測電路(11)和電壓檢測電路(12)， Ξ個電流檢測電路(11)，用于采集阻感負(fù)載上的Ξ相負(fù)載電流信號ia、ib和i。， 電壓檢測電路(12)，用于采集MMC換流器(4)直流側(cè)的電壓信號， DSP控制器(2)，用于接收Ξ相負(fù)載電流信號ia、ib和ic，進(jìn)行Clarke變換和化rk變換，得 至峨轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下負(fù)載電流的d和q分量id和iq，將d軸分量id進(jìn)行化rk反變換和Clarke反變換 后與ia、ib和i。作差，獲得無功電流iq，同時，接收電壓信號利用電壓排序法將電壓大小進(jìn)行 排序，維持直流電壓穩(wěn)定，根據(jù)電壓大小的排序和無功電流iq，獲得調(diào)制波和載波，通過調(diào) 制波和載波生成兩路PWM信號， 驅(qū)動單元(3)，用于接收兩路PWM信號進(jìn)行隔離放大后驅(qū)動MMC換流器(4)， MMC換流器(4)，用于接收驅(qū)動信號，控制SM模塊中IGBT的通斷，輸出補(bǔ)償電流ifa、ifb和 ifc補(bǔ)償Ξ相交流電源中的無功和諧波。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊化多電平換流器的無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，Ξ相 電流信號ia、ib和ic，進(jìn)行Clarke變換和化rk變換，得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下負(fù)載電流的d、q分量， 將d軸分量經(jīng)化rk、Clarke反變換后與ia、ib和ic作差，獲得無功電流iq的過程為： 根據(jù)公式：式中，ia和ie為兩相靜止坐標(biāo)下的 值， 獲得id和iq， 將公式1獲得的id和iq經(jīng)過低通濾波器后，得到id和iq中的直流分量石、再經(jīng)過反變 換得到立相基波電流成分iaf、ibf和icf，用；相負(fù)載電流ia、ib、ic減去相應(yīng)的S相基波成分13:、山、1。:，得到；相電流的諧波成 分iah、ibh、ich和無功電流iq。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊化多電平換流器的無功補(bǔ)償裝置，其特征在于 MMC換流器(4)，用于接收驅(qū)動信號，控制SM模塊中IGBT的通斷的過程為： 首先，利用電壓排序法計(jì)算一相橋臂在當(dāng)前周期內(nèi)需投入的SM模塊數(shù)，將其與上一周 期已投入的SM模塊數(shù)作差，記為Δη〇η，根據(jù)Δη〇η和SM模塊中橋臂電流的極性，分為W下巧中 情況： (1) 、若Δ ηηη = 0，則保持上一周期的SM模塊投切狀態(tài)不變，即該橋臂中所有SM模塊的功 率開關(guān)管都不進(jìn)行任何開關(guān)動作； (2) 、若Δn。n〉0，則當(dāng)前周期需投入的SM模塊數(shù)大于上一周期投入的SM模塊數(shù)，那么處 于投入的SM模塊狀態(tài)保持不變，根據(jù)橋臂電流的方向分兩種情況： 若iarm〉0,在處于切除狀態(tài)的SM模塊中選擇I Δ η〇η|個電容電壓最低的SM模塊進(jìn)行投入； 若iarm<0，則在處于切除狀態(tài)的SM模塊中選擇I Δ non I個電容電壓最高的SM模塊進(jìn)行投 入； (3) 、若Δηηη<0,則當(dāng)前周期投入的SM模塊數(shù)小于上一周期的SM模塊數(shù)，那么處于切除 狀態(tài)的SM模塊狀態(tài)保持不變，根據(jù)橋臂電流的方向分兩種情況： 若iarm〉0，在處于投入狀態(tài)的SM模塊中選擇I Δ η。。I個電容電壓最高的SM模塊進(jìn)行切除； 若iarm<0,則在處于投入狀態(tài)的SM模塊中選擇I Δ η〇η|個電容電壓最低的SM模塊進(jìn)行切 除。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊化多電平換流器的無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，每個 電流檢測電路（11)均包括型號為C皿-300S的霍爾電流傳感器、電阻R1、電阻Rm、電阻R2、電 阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、二極管D2、二極管D1、型號為LM358 的一號運(yùn)算放大器U3A、型號為LM358的二號運(yùn)算放大器U4A和型號為LM358的Ξ號運(yùn)算放大 器 U4B， 每個型號為CHB-300S的霍爾電流傳感器的IN引腳分別作為Ξ個電流檢測電路（11)的 電流信號輸入端，型號為C皿-300S的霍爾電流傳感器的正極連接+15V的供電電源，型號為 CHB-300S的霍爾電流傳感器的負(fù)極連接-15V的供電電源， 型號為CHB-300S的霍爾電流傳感器的Μ引腳同時連接電阻R1的一端和電阻Rm的一端，電 阻R1的另一端同時連接電容C1的一端和型號為LM358的一號運(yùn)算放大器U3A的3號引腳，電 容C1的另一端連接電源地，型號為LM358的一號運(yùn)算放大器U3A的4號引腳連接巧V供電電 源，型號為LM358的一號運(yùn)算放大器U3A的5號引腳連接-5V供電電源，型號為LM358的一號運(yùn) 算放大器U3A的2號引腳同時連接型號為LM358的一號運(yùn)算放大器U3A的1號引腳和電阻R2的 一端， 電阻R2的另一端同時連接電阻R3的一端、電阻R4的一端和型號為LM358的二號運(yùn)算放 大器U4A的2號引腳，電阻R3的另一端連接+1.5V供電電源，電阻R4的另一端同時連接型號為 LM358的二號運(yùn)算放大器U4A的1號引腳和電阻R5的一端， 型號為LM358的二號運(yùn)算放大器U4A的3號引腳連接電源地，型號為LM358的二號運(yùn)算放 大器U4A的4號引腳連接+15V供電電源，型號為LM358的二號運(yùn)算放大器U4A的5號引腳連接- 15V供電電源， 電阻R5的另一端同時連接型號為LM358的Ξ號運(yùn)算放大器U4B的3號引腳和電阻R6的一 端，電阻R6的另一端同時連接型號為LM358的Ξ號運(yùn)算放大器U4B的1號引腳和電阻R7的一 端，型號為LM358的Ξ號運(yùn)算放大器U4B的2號引腳連接電源地，型號為LM358的Ξ號運(yùn)算放 大器U4B的4號引腳連接+15V的供電電源，型號為LM358的Ξ號運(yùn)算放大器U4B的5號引腳連 接-15V