CN112290567B - 一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置及方法，其装置包括电网
Figure 353311DEST_PATH_IMAGE001
、电网
Figure 863052DEST_PATH_IMAGE002
、电网
Figure 336759DEST_PATH_IMAGE003
、负载
Figure DEST_PATH_IMAGE005A
、负载
Figure DEST_PATH_IMAGE007A
、负载
Figure DEST_PATH_IMAGE009A
、滤波电感
Figure 248128DEST_PATH_IMAGE010
、滤波电感
Figure 199903DEST_PATH_IMAGE011
、电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE013AA
、支撑电容
Figure DEST_PATH_IMAGE015A
、开关管
Figure DEST_PATH_IMAGE017A
和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE019A
；支撑电容
Figure DEST_PATH_IMAGE015AA
、开关管
Figure DEST_PATH_IMAGE017AA
和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE019AA
组成半桥变换器。本发明采用单相半桥背靠背的拓扑，减少开关管和电流传感器的数量，实时检测三相负载电流。本发明的三相电能质量补偿方法采用
Figure DEST_PATH_IMAGE020
变换和交叉变换得到补偿电流在线电压参考系下的有功分量和无功分量参考值，在旋转坐标系下对补偿电流进行dq解耦控制，能够实现电流跟踪无静差。

Description

一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置及方法
技术领域
本发明属于电能补偿装置技术领域，具体涉及一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置及方法。
背景技术
目前，我国低压配电网中绝大部分民用负荷以单相负荷为主，由于用户用电的随机性与波动性，导致配电网常出现三相不平衡和功率因素降低的问题。三相***不平衡会导致电压和电流中含有大量的负序和零序分量，影响电气设备的正常运行。功率因数降低会导致设备容量利用少，线路电流增大，损耗增加。目前三相电能质量补偿的方案主要是投切并联电容器和使用三相有源电力滤波器。投切电容器的方案价格便宜，原理简单，但是无法精确补偿无功，且不能实现动态补偿，在***有谐波时，还可能发生并联谐振。三相有源电力滤波器通过内部逆变器产生特定的补偿电流，馈入电网，抵消网侧不平衡电流和无功电流。但是三相有源电力滤波器需要使用较多的开关器件和电流传感器，成本较高，并且由于目标补偿电流是交流信号，采用瞬态电流控制会有稳态误差，难以实现良好的电流跟踪性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决三相电能质量补偿的问题，提出了一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置及方法。
本发明的技术方案是：一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置包括电网
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
、电网
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAAA
、电网
Figure DEST_PATH_IMAGE006AAAA
、负载
Figure 697943DEST_PATH_IMAGE007
、负载
Figure 673989DEST_PATH_IMAGE008
、负载
Figure 542588DEST_PATH_IMAGE009
、滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE011AAA
、滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE013AAAAAAAAA
、电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE015AAAAA
、支撑电容
Figure DEST_PATH_IMAGE017AAAAAAA
、开关管
Figure DEST_PATH_IMAGE019AAAAAA
和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE021AAAAAA
；
电网
Figure DEST_PATH_IMAGE023AAAAAA
的正极分别与滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE025AAA
的一端和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE027AAAAAAAA
的一端连接，其负极分别与电网
Figure DEST_PATH_IMAGE029AAAAAA
的负极和电网
Figure DEST_PATH_IMAGE031AAA
的负极连接；电网
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAAAA
的正极分别与滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE013AAAAAAAAAA
的一端和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE033AAAAA
的一端连接；电网
Figure DEST_PATH_IMAGE006AAAAA
的正极和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE035AAAAAAAA
的一端连接，其连接点还与支撑电容
Figure 200708DEST_PATH_IMAGE036
的一端和支撑电容
Figure 270295DEST_PATH_IMAGE037
的一端连接的连接点连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE027AAAAAAAAA
的另一端和负载
Figure 890894DEST_PATH_IMAGE007
的一端连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE033AAAAAA
的另一端和负载
Figure 32026DEST_PATH_IMAGE008
的一端连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE035AAAAAAAAA
的另一端和负载
Figure 61161DEST_PATH_IMAGE009
的一端连接；负载
Figure 662169DEST_PATH_IMAGE007
的另一端分别与负载
Figure 347229DEST_PATH_IMAGE008
的另一端和负载
Figure 88789DEST_PATH_IMAGE009
的另一端连接；滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE039AAAAAAAAAAAAAAAA
的另一端和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE041AAAAAAAA
的一端连接；滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE043AAAAAAAAAAAAAAA
的另一端和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE045AAAAA
的一端连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE041AAAAAAAAA
的另一端分别与开关管
Figure 723163DEST_PATH_IMAGE046
的发射极、反并联二极管
Figure 993608DEST_PATH_IMAGE047
的正极、开关管
Figure 900384DEST_PATH_IMAGE048
的集电极和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE050AAAAA
的负极连接；开关管
Figure 884783DEST_PATH_IMAGE046
的集电极分别与反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE050AAAAAA
的负极、支撑电容
Figure 747565DEST_PATH_IMAGE036
的另一端、开关管
Figure 329856DEST_PATH_IMAGE051
的集电极和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE053AAA
的负极连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE045AAAAAA
的另一端分别与开关管
Figure 740240DEST_PATH_IMAGE051
的发射极、反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE055AAA
的正极、开关管
Figure 495707DEST_PATH_IMAGE056
的集电极和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE058AAAAAAA
的负极连接；开关管
Figure 619520DEST_PATH_IMAGE056
的发射极分别与反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE060AAA
的正极、支撑电容
Figure 61128DEST_PATH_IMAGE037
的另一端、开关管
Figure 676917DEST_PATH_IMAGE048
的发射极和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE062AAA
的正极连接；
支撑电容
Figure DEST_PATH_IMAGE017AAAAAAAA
、开关管
Figure DEST_PATH_IMAGE019AAAAAAA
和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE021AAAAAAA
组成半桥变换器；负载
Figure 455649DEST_PATH_IMAGE007
、负载
Figure 230707DEST_PATH_IMAGE008
和负载
Figure 154800DEST_PATH_IMAGE009
组成不平衡负载；
电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE064AAAA
均用于测量负载电流，电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE066AAA
和
Figure DEST_PATH_IMAGE068AAA
分别用于测量A相和B相的补偿电流。
基于以上***，本发明还提出一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，包括以下步骤：
S1：利用锁相环对网侧电压的相位进行锁定，并获取三相网侧电压的相位；
S2：根据三相网侧电压的相位，对A相网侧电压、三相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换，得到A相网侧电压的有功分量和无功分量、三相负载电流的有功分量和无功分量与补偿电流的有功分量和无功分量；
S3：将三相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流进行
Figure DEST_PATH_IMAGE070AAA
变换，得到补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值；
S4：将补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换，得到补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值；
S5：根据A相网侧电压的有功分量和无功分量，将补偿电流的有功分量和无功分量与补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行dq解耦控制，得到半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量；
S6：将半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换，得到半桥变换器的调制信号；
S7：将半桥变换器的调制信号进行PWM调制，得到半桥变换器开关管的驱动信号，完成基于半桥变换器的三相电能质量补偿。
本发明的有益效果是：三相有功平衡和无功为零时，网侧电流有功分量和无功分量满足步骤S2的表达式；为了维持直流侧电容电压的稳定，需要将直流侧电容电压的闭环输出作为动态调整的有功电流，注入到补偿电流中，得到电压环的表达式；根据基尔霍夫电流定律和三相平衡及无功为零的条件进行
Figure 652691DEST_PATH_IMAGE071
变换。三相三线制电路中，C相补偿电流为A相补偿电流与B相补偿电流之和的相反数，因此仅需控制A相和B相补偿电流，当A相和B相补偿电流满足步骤S32中的公式时，三相网侧电流将处于平衡状态，功率因数为1；由于变换器接入的是网侧线电压，而补偿电流是注入到网侧相电流中，相线之间存在30度相角差，因此需要进行角度转换；补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值也是控制***中实际的补偿电流参考值。
本发明提出一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置，采用单相半桥背靠背的拓扑，减少开关管和电流传感器的数量，实时检测三相负载电流，相对于传统的并联电容器，本发明既可以动态补偿无功，也可以动态补偿有功不平衡，不易发生谐振。相对于传统的三相有源电力滤波器，本发明可以减少两个开关管和一个电流传感器，降低成本，经济性强。本发明的三相电能质量补偿方法采用
Figure DEST_PATH_IMAGE073AA
变换和交叉变换得到补偿电流在线电压参考系下的有功分量和无功分量参考值，在旋转坐标系下对补偿电流进行dq解耦控制，能够实现电流跟踪无静差，具有良好的电流跟踪性能，实现三相不平衡和无功的动态补偿，可应用到二极管钳位多电平拓扑和模块化多电平（MMC）拓扑，具有较强的适用性与延展性。
进一步地，步骤S2中，对A相网侧电压进行旋转坐标转换的公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE075AAA
对A相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE077AAA
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE079AAA
表示A相网侧电压的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE081AAA
表示A相网侧电压的无功分量，对A相网侧电压进行旋转坐标转换的二阶变换矩阵为P矩阵，
Figure DEST_PATH_IMAGE023AAAAAAA
表示A相网侧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE083AAA
表示相位滞后于A相网侧电压的虚拟电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE085AAA
表示A相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE087AAA
表示A相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE089AAA
表示A相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE091AAA
表示A相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE093AAA
表示A相负载电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE095AAA
表示相位滞后于A相负载交流的虚拟电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE097AAA
表示A相补偿电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE099AAAAA
表示相位滞后于A相补偿电流的虚拟电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE101AAA
表示电网角频率，t表示时间；
对B相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE103AAA
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE105AAAAAA
表示B相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE107AAA
表示B相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE109AAA
表示B相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE111AAA
表示B相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE113AAA
表示B相负载电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE115AAA
表示相位滞后于B相负载交流的虚拟电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE117AAA
表示B相补偿电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE119AAA
表示相位滞后于B相补偿电流的虚拟电流；
对C相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE121AAA
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE123AAAAA
表示C相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE125AAA
表示C相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE127AAA
表示C相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE129AAA
表示C相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE131AAA
表示C相负载电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE123AAAAAA
表示相位滞后于C相负载交流的虚拟电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE133AAA
表示C相补偿电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE135AAA
表示相位滞后于C相补偿电流的虚拟电流。
进一步地，步骤S2中，三相网侧电流的有功分量和无功分量满足的表达式为：
Figure 659216DEST_PATH_IMAGE136
其中，
Figure 429726DEST_PATH_IMAGE137
表示A相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 649355DEST_PATH_IMAGE138
表示B相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 239736DEST_PATH_IMAGE139
表示C相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 343959DEST_PATH_IMAGE140
表示A相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 595074DEST_PATH_IMAGE141
表示B相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 860970DEST_PATH_IMAGE142
表示C相网侧电流无功分量的参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE144AAAAA
表示A相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE146AAAAA
表示B相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE148AAAAA
表示C相负载电流的有功分量。
进一步地，步骤S3包括以下子步骤：
S31：将直流侧电容电压的闭环输出注入至补偿电流中，得到维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE150AAAAA
；
S32：对三相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE152AAAA
进行
Figure 141910DEST_PATH_IMAGE071
变换，得到补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值。
进一步地，步骤S31中，维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE150AAAAAA
的计算公式为：
Figure 846560DEST_PATH_IMAGE153
其中，S表示复频率，
Figure DEST_PATH_IMAGE155AA
表示电压环的第一控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE157AA
表示电压环的第二控制参数，
Figure 217761DEST_PATH_IMAGE158
表示直流侧电压的参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE160AAAA
表示直流侧电压。
进一步地，步骤S32中，对A相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE162AAAAA
进行
Figure DEST_PATH_IMAGE164AAAAAA
变换的公式分别为：
Figure 608554DEST_PATH_IMAGE165
Figure 298161DEST_PATH_IMAGE166
；
对B相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE168AAA
进行
Figure DEST_PATH_IMAGE164AAAAAAA
变换的公式分别为：
Figure 868819DEST_PATH_IMAGE169
其中，
Figure 94527DEST_PATH_IMAGE170
表示A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 702226DEST_PATH_IMAGE171
表示A相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 613550DEST_PATH_IMAGE172
表示B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 863266DEST_PATH_IMAGE173
表示B相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE175AAAA
表示A相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE177AAAAA
表示B相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE179AAAAAAA
表示C相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE181AAAAA
表示A相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE183AAAAA
表示B相负载电流的无功分量；
所述步骤S32中，根据基尔霍夫电流定律，网侧电流有功分量参考值和无功分量参考值、负载电流的有功分量和无功分量以及补偿电流在相电压参考系下有功分量参考值和无功分量参考值满足的表达式为：
Figure 396009DEST_PATH_IMAGE184
其中，
Figure 440189DEST_PATH_IMAGE137
表示A相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 838809DEST_PATH_IMAGE138
表示B相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 361057DEST_PATH_IMAGE139
表示C相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 284059DEST_PATH_IMAGE140
表示A相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 233560DEST_PATH_IMAGE141
表示B相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 385056DEST_PATH_IMAGE142
表示C相网侧电流无功分量的参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE186AAA
表示A相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE188AAA
表示B相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE190AAA
表示C相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE192AAA
表示A相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE194AAA
表示B相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE196AAA
表示C相负载电流的无功分量，
Figure 851940DEST_PATH_IMAGE197
表示C相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 280647DEST_PATH_IMAGE198
表示C相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值。
进一步地，对A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换的公式分别为：
Figure 27149DEST_PATH_IMAGE199
对B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换的公式分别为：
Figure 275728DEST_PATH_IMAGE200
其中，
Figure 529991DEST_PATH_IMAGE201
表示A相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 813205DEST_PATH_IMAGE202
表示A相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 229143DEST_PATH_IMAGE203
表示B相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 965018DEST_PATH_IMAGE204
表示B相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 757393DEST_PATH_IMAGE170
表示A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 895114DEST_PATH_IMAGE171
表示A相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 622898DEST_PATH_IMAGE172
表示B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 472168DEST_PATH_IMAGE173
表示B相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值。
进一步地，步骤S5中， 对A相进行dq解耦控制的公式为：
Figure 943600DEST_PATH_IMAGE205
对B相进行dq解耦控制的公式为：
Figure 326040DEST_PATH_IMAGE206
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE208AAA
表示A相调制信号的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE210AAAA
表示B相调制信号的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE212AAA
表示A相调制信号的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE214AAA
表示B相调制信号的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE216AAA
表示电流环的第三控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE218AAA
表示电流环的第四控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE220AAA
表示A相网侧电压的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE222AAA
表示A相网侧电压的无功分量，S表示复频率，
Figure 991770DEST_PATH_IMAGE201
表示A相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 702237DEST_PATH_IMAGE203
表示B相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 836415DEST_PATH_IMAGE202
表示A相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 948728DEST_PATH_IMAGE204
表示B相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE224AAA
表示A相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE226AAA
表示B相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE228AAA
表示A相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE230AAA
表示B相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE232AAA
表示电网角频率，
Figure DEST_PATH_IMAGE234AAA
表示A相滤波电感，
Figure DEST_PATH_IMAGE236AAA
表示B相滤波电感。
进一步地，对A相调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE238AAA
对B相调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE240AAA
其中，
Figure 847676DEST_PATH_IMAGE241
表示A相开关管调制信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE243AAAAA
表示B相开关管调制信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE245AAAA
表示构造的滞后A相开关管调制信号的虚拟信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE247AAAA
表示构造的滞后B相开关管调制信号的虚拟信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE249AAAA
表示A相调制信号的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE251AAAA
表示B相调制信号的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE253AAAA
表示A相调制信号的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE255AAAA
表示B相调制信号的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE257AAAA
表示电网角频率，t表示时间，对半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的二阶变换矩阵为
Figure DEST_PATH_IMAGE259AAAA
矩阵。
附图说明
图1为三相电能质量补偿装置的结构图；
图2为三相电能质量补偿方法的流程图；
图3为网侧电压波形和补偿前后的三相网侧电流波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿，包括电网
Figure DEST_PATH_IMAGE261AAAAA
、电网
Figure DEST_PATH_IMAGE263AAAAAA
、电网
Figure DEST_PATH_IMAGE265AAAAAA
、负载
Figure 106093DEST_PATH_IMAGE007
、负载
Figure 919328DEST_PATH_IMAGE008
、负载
Figure 246666DEST_PATH_IMAGE009
、滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE267AAAAA
、滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE269AAAAA
、电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE015AAAAAA
、支撑电容
Figure DEST_PATH_IMAGE017AAAAAAAAA
、开关管
Figure DEST_PATH_IMAGE019AAAAAAAA
和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE021AAAAAAAA
；
电网
Figure DEST_PATH_IMAGE261AAAAAA
的正极分别与滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE267AAAAAA
的一端和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE271AAAA
的一端连接，其负极分别与电网
Figure DEST_PATH_IMAGE263AAAAAAA
的负极和电网
Figure DEST_PATH_IMAGE265AAAAAAA
的负极连接；电网
Figure DEST_PATH_IMAGE263AAAAAAAA
的正极分别与滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE269AAAAAA
的一端和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE273AAAA
的一端连接；电网
Figure DEST_PATH_IMAGE265AAAAAAAA
的正极和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE275AAAA
的一端连接，其连接点还与支撑电容
Figure 926303DEST_PATH_IMAGE036
的一端和支撑电容
Figure 611362DEST_PATH_IMAGE037
的一端连接的连接点连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE277AAA
的另一端和负载
Figure 651124DEST_PATH_IMAGE007
的一端连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE279AAA
的另一端和负载
Figure 800346DEST_PATH_IMAGE008
的一端连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE281AAA
的另一端和负载
Figure 888433DEST_PATH_IMAGE009
的一端连接；负载
Figure 795209DEST_PATH_IMAGE007
的另一端分别与负载
Figure 74880DEST_PATH_IMAGE008
的另一端和负载
Figure 16292DEST_PATH_IMAGE009
的另一端连接；滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE039AAAAAAAAAAAAAAAAA
的另一端和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE283AAAA
的一端连接；滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE043AAAAAAAAAAAAAAAA
的另一端和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE285AAAA
的一端连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE283AAAAA
的另一端分别与开关管
Figure 411632DEST_PATH_IMAGE046
的发射极、反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE287AAAAA
的正极、开关管
Figure 494120DEST_PATH_IMAGE048
的集电极和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE287AAAAAA
的负极连接；开关管
Figure 515165DEST_PATH_IMAGE046
的集电极分别与反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE287AAAAAAA
的负极、支撑电容
Figure 498034DEST_PATH_IMAGE036
的另一端、开关管
Figure 985647DEST_PATH_IMAGE051
的集电极和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE289AAAA
的负极连接；电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE285AAAAA
的另一端分别与开关管
Figure 758693DEST_PATH_IMAGE051
的发射极、反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE289AAAAA
的正极、开关管
Figure 442484DEST_PATH_IMAGE056
的集电极和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE291AAA
的负极连接；开关管
Figure 922269DEST_PATH_IMAGE056
的发射极分别与反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE293AAA
的正极、支撑电容
Figure 174259DEST_PATH_IMAGE037
的另一端、开关管
Figure 401978DEST_PATH_IMAGE048
的发射极和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE295AAA
的正极连接；
支撑电容
Figure DEST_PATH_IMAGE017AAAAAAAAAA
、开关管
Figure DEST_PATH_IMAGE019AAAAAAAAA
和反并联二极管
Figure DEST_PATH_IMAGE021AAAAAAAAA
组成半桥变换器；负载
Figure 453242DEST_PATH_IMAGE007
、负载
Figure 489331DEST_PATH_IMAGE008
和负载
Figure 708960DEST_PATH_IMAGE009
组成不平衡负载；
电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE064AAAAA
均用于测量负载电流，电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE297AAA
和
Figure DEST_PATH_IMAGE299AAA
分别用于测量A相和B相的补偿电流。
在本发明实施例中，如图1所示，
Figure 253336DEST_PATH_IMAGE300
点为电网
Figure DEST_PATH_IMAGE261AAAAAAA
的正极和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE271AAAAA
的连接点，且A相滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE267AAAAAAA
输出端连接
Figure 45974DEST_PATH_IMAGE300
点；
Figure 795624DEST_PATH_IMAGE301
点为电网
Figure DEST_PATH_IMAGE263AAAAAAAAA
的正极和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE273AAAAA
的连接点，且B相滤波电感
Figure DEST_PATH_IMAGE269AAAAAAA
输出端连接
Figure 27233DEST_PATH_IMAGE301
点；
Figure 370490DEST_PATH_IMAGE302
点为电网
Figure DEST_PATH_IMAGE265AAAAAAAAA
的正极和电流传感器
Figure DEST_PATH_IMAGE275AAAAA
的连接点，且直流侧上下支撑电容
Figure DEST_PATH_IMAGE017AAAAAAAAAAA
的中点连接
Figure 825873DEST_PATH_IMAGE302
点。
基于以上***，本发明还提出一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1：利用锁相环对网侧电压的相位进行锁定，并获取三相网侧电压的相位；
S2：根据三相网侧电压的相位，对A相网侧电压、三相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换，得到A相网侧电压的有功分量和无功分量、三相负载电流的有功分量和无功分量与补偿电流的有功分量和无功分量；
S3：将三相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流进行
Figure DEST_PATH_IMAGE304AAA
变换，得到补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值；
S4：将补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换，得到补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值；
S5：根据A相网侧电压的有功分量和无功分量，将补偿电流的有功分量和无功分量与补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行dq解耦控制，得到半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量；
S6：将半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换，得到半桥变换器的调制信号；
S7：将半桥变换器的调制信号进行PWM调制，得到半桥变换器开关管的驱动信号，完成基于半桥变换器的三相电能质量补偿。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S2中，对A相网侧电压进行旋转坐标转换的公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE075AAAA
对A相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE077AAAA
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE079AAAA
表示A相网侧电压的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE081AAAA
表示A相网侧电压的无功分量，对A相网侧电压进行旋转坐标转换的二阶变换矩阵为P矩阵，
Figure DEST_PATH_IMAGE023AAAAAAAA
表示A相网侧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE083AAAA
表示相位滞后于A相网侧电压的虚拟电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE085AAAA
表示A相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE087AAAA
表示A相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE089AAAA
表示A相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE091AAAA
表示A相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE093AAAA
表示A相负载电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE095AAAA
表示相位滞后于A相负载交流的虚拟电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE097AAAA
表示A相补偿电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE099AAAAAA
表示相位滞后于A相补偿电流的虚拟电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE101AAAA
表示电网角频率，t表示时间；
对B相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE103AAAA
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE105AAAAAAA
表示B相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE107AAAA
表示B相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE109AAAA
表示B相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE111AAAA
表示B相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE113AAAA
表示B相负载电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE115AAAA
表示相位滞后于B相负载交流的虚拟电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE117AAAA
表示B相补偿电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE119AAAA
表示相位滞后于B相补偿电流的虚拟电流；
对C相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE121AAAA
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE123AAAAAAA
表示C相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE125AAAA
表示C相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE127AAAA
表示C相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE129AAAA
表示C相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE131AAAA
表示C相负载电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE123AAAAAAAA
表示相位滞后于C相负载交流的虚拟电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE133AAAA
表示C相补偿电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE135AAAA
表示相位滞后于C相补偿电流的虚拟电流。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S2中，三相网侧电流的有功分量和无功分量满足的表达式为：
Figure 581428DEST_PATH_IMAGE136
其中，
Figure 283805DEST_PATH_IMAGE137
表示A相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 848778DEST_PATH_IMAGE138
表示B相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 153857DEST_PATH_IMAGE139
表示C相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 753466DEST_PATH_IMAGE140
表示A相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 220219DEST_PATH_IMAGE141
表示B相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 538068DEST_PATH_IMAGE142
表示C相网侧电流无功分量的参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE144AAAAAA
表示A相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE146AAAAAA
表示B相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE148AAAAAA
表示C相负载电流的有功分量。
在本发明中，三相有功平衡和无功为零时，网侧电流有功分量和无功分量满足上述表达式。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S3包括以下子步骤：
S31：将直流侧电容电压的闭环输出注入至补偿电流中，得到维持直流电压稳定的有功电流
Figure 476200DEST_PATH_IMAGE305
；
S32：对三相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE307A
进行
Figure DEST_PATH_IMAGE309A
变换，得到补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S31中，维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE311A
的计算公式为：
Figure 743364DEST_PATH_IMAGE153
其中，S表示复频率，
Figure DEST_PATH_IMAGE313A
表示电压环的第一控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE315A
表示电压环的第二控制参数，
Figure 413642DEST_PATH_IMAGE158
表示直流侧电压的参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE317A
表示直流侧电压。
在本发明中，为了维持直流侧电容电压的稳定，需要将直流侧电容电压的闭环输出作为动态调整的有功电流，注入到补偿电流中，得到电压环的表达式。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S32中，对A相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE162AAAAAA
进行
Figure DEST_PATH_IMAGE164AAAAAAAA
变换的公式分别为：
Figure 140158DEST_PATH_IMAGE165
Figure 554085DEST_PATH_IMAGE166
；
对B相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure DEST_PATH_IMAGE168AAAA
进行
Figure DEST_PATH_IMAGE164AAAAAAAAA
变换的公式分别为：
Figure 252919DEST_PATH_IMAGE169
其中，
Figure 202421DEST_PATH_IMAGE170
表示A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 353916DEST_PATH_IMAGE171
表示A相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 414276DEST_PATH_IMAGE172
表示B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 203503DEST_PATH_IMAGE173
表示B相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE175AAAAA
表示A相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE177AAAAAA
表示B相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE179AAAAAAAA
表示C相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE181AAAAAA
表示A相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE183AAAAAA
表示B相负载电流的无功分量；
步骤S32中，根据基尔霍夫电流定律，网侧电流有功分量参考值和无功分量参考值、负载电流的有功分量和无功分量以及补偿电流在相电压参考系下有功分量参考值和无功分量参考值满足的表达式为：
Figure 273307DEST_PATH_IMAGE184
其中，
Figure 787465DEST_PATH_IMAGE137
表示A相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 510571DEST_PATH_IMAGE138
表示B相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 59364DEST_PATH_IMAGE139
表示C相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 350668DEST_PATH_IMAGE140
表示A相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 712641DEST_PATH_IMAGE141
表示B相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 380383DEST_PATH_IMAGE142
表示C相网侧电流无功分量的参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE186AAAA
表示A相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE188AAAA
表示B相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE190AAAA
表示C相负载电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE192AAAA
表示A相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE194AAAA
表示B相负载电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE196AAAA
表示C相负载电流的无功分量，
Figure 924628DEST_PATH_IMAGE197
表示C相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 511467DEST_PATH_IMAGE198
表示C相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值。
在本发明中，根据基尔霍夫电流定律和三相平衡及无功为零的条件进行
Figure DEST_PATH_IMAGE319AA
变换。三相三线制电路中，C相补偿电流为A相补偿电流与B相补偿电流之和的相反数，因此仅需控制A相和B相补偿电流。当A相和B相补偿电流满足步骤S32中的公式时，三相网侧电流将处于平衡状态，功率因数为1。将补偿电流在相电压参考系下有功和无功分量的参考值与负载电流的有功和无功分量以及维持直流电压稳定的有功电流之间的关系表示成一个四行六列的矩阵乘法运算，将该运算称为
Figure DEST_PATH_IMAGE319AAA
变换，其表达式为：
Figure 360737DEST_PATH_IMAGE320
。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S4中，对A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换的公式分别为：
Figure 956803DEST_PATH_IMAGE199
对B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换的公式分别为：
Figure 949030DEST_PATH_IMAGE200
其中，
Figure 972350DEST_PATH_IMAGE201
表示A相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 682817DEST_PATH_IMAGE202
表示A相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 692361DEST_PATH_IMAGE203
表示B相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 430772DEST_PATH_IMAGE204
表示B相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 234780DEST_PATH_IMAGE170
表示A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 557177DEST_PATH_IMAGE171
表示A相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 370412DEST_PATH_IMAGE172
表示B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 461865DEST_PATH_IMAGE173
表示B相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值。
在本发明中，由于变换器接入的是网侧线电压，而补偿电流是注入到网侧相电流中，相线之间存在30度相角差，因此需要进行角度转换。补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值也是控制***中实际的补偿电流参考值。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S5中， 对A相进行dq解耦控制的公式为：
Figure 702353DEST_PATH_IMAGE205
对B相进行dq解耦控制的公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE321
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE208AAAA
表示A相调制信号的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE210AAAAA
表示B相调制信号的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE212AAAA
表示A相调制信号的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE214AAAA
表示B相调制信号的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE216AAAA
表示电流环的第三控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE218AAAA
表示电流环的第四控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE220AAAA
表示A相网侧电压的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE222AAAA
表示A相网侧电压的无功分量，S表示复频率，
Figure 888877DEST_PATH_IMAGE201
表示A相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 364858DEST_PATH_IMAGE203
表示B相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 186184DEST_PATH_IMAGE202
表示A相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 223672DEST_PATH_IMAGE204
表示B相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE224AAAA
表示A相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE226AAAA
表示B相补偿电流的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE228AAAA
表示A相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE230AAAA
表示B相补偿电流的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE232AAAA
表示电网角频率，
Figure DEST_PATH_IMAGE234AAAA
表示A相滤波电感，
Figure DEST_PATH_IMAGE236AAAA
表示B相滤波电感。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S6中，对A相调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE238AAAA
对B相调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE240AAAA
其中，
Figure 948090DEST_PATH_IMAGE241
表示A相开关管调制信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE243AAAAAA
表示B相开关管调制信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE245AAAAA
表示构造的滞后A相开关管调制信号的虚拟信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE247AAAAA
表示构造的滞后B相开关管调制信号的虚拟信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE249AAAAA
表示A相调制信号的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE251AAAAA
表示B相调制信号的有功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE253AAAAA
表示A相调制信号的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE255AAAAA
表示B相调制信号的无功分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE257AAAAA
表示电网角频率，t表示时间，对半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的二阶变换矩阵为
Figure DEST_PATH_IMAGE259AAAAA
矩阵。
在本发明实施例中，如图3所示，是网侧电压波形和补偿前后的三相网侧电流波形，补偿前不平衡度为67.50%，功率因数为0.8090，补偿后不平衡度为2.63%，功率因数为0.9999，结果表明，本发明的三相电能质量补偿装置能有效改善三相不平衡和提高功率因数。
本发明的工作原理及过程为：在本发明中，半桥变换器产生的电流和不平衡负载的电流之和是平衡的，使三相电网的电流是平衡的，所以半桥变换器是补偿装置，来补偿不平衡负载带来的不平衡电流。基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置所需的开关管为四个，所需的电流传感器为五个，相较于三相有源电力滤波器，可减少两个开关管，一个电流传感器。使用锁相环对三相网侧电压进行锁相，得到三相网侧电压的相位，采集A相网侧电压、三相负载电流和两相补偿电流，进行旋转坐标变换，得到A相网侧电压、三相负载电流和两相补偿电流的有功分量和无功分量。根据三相网侧平衡和无功为零以及维持直流电压稳定的条件，将负载电流的有功分量和无功分量以及维持直流电压稳定的有功电流进行
Figure DEST_PATH_IMAGE323
变换，得到补偿电流在相电压参考系下的有功分量和无功分量，由于变换器输出端连接的是三相网侧线电压，而旋转坐标变换的参考相位是相电压的相位，两者存在角度差，将会在线电压参考系下引入无功，因此需要对补偿电流的参考值进行交叉变换，在补偿电流有功分量参考值中注入一定的无功分量，在补偿电流无功分量参考值中注入一定的有功分量，得到补偿电流在线电压参考系下的有功分量和无功分量，将补偿电流在线电压参考系下的有功分量和无功分量进行dq解耦控制，得到调制信号的有功分量和无功分量，通过旋转坐标反变换，得到变换器的调制信号，将调制信号进行PWM调制，得到开关管的驱动信号。
本发明的有益效果为：
本发明提出一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置，采用单相半桥背靠背的拓扑，减少开关管和电流传感器的数量，实时检测三相负载电流，相对于传统的并联电容器，本发明既可以动态补偿无功，也可以动态补偿有功不平衡，不易发生谐振。相对于传统的三相有源电力滤波器，本发明可以减少两个开关管和一个电流传感器，降低成本，经济性强。
本发明的三相电能质量补偿方法采用
Figure DEST_PATH_IMAGE325
变换和交叉变换得到补偿电流在线电压参考系下的有功分量和无功分量参考值，在旋转坐标系下对补偿电流进行dq解耦控制，能够实现电流跟踪无静差，具有良好的电流跟踪性能，实现三相不平衡和无功的动态补偿，可应用到二极管钳位多电平拓扑和模块化多电平（MMC）拓扑，具有较强的适用性与延展性。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置，其特征在于，包括电网
Figure 363813DEST_PATH_IMAGE001
、电网
Figure 473851DEST_PATH_IMAGE002
、电网
Figure 487943DEST_PATH_IMAGE003
、负载
Figure 852191DEST_PATH_IMAGE004
、负载
Figure 824695DEST_PATH_IMAGE005
、负载
Figure 107515DEST_PATH_IMAGE006
、滤波电感
Figure 410452DEST_PATH_IMAGE007
、滤波电感
Figure 393320DEST_PATH_IMAGE008
、电流传感器
Figure 707365DEST_PATH_IMAGE009
、支撑电容
Figure 510104DEST_PATH_IMAGE010
、开关管
Figure 554415DEST_PATH_IMAGE011
和反并联二极管
Figure 913763DEST_PATH_IMAGE012
；
所述电网
Figure 900173DEST_PATH_IMAGE001
的正极分别与滤波电感
Figure 878624DEST_PATH_IMAGE007
的一端和电流传感器
Figure 740008DEST_PATH_IMAGE013
的一端连接，其负极分别与电网
Figure 431889DEST_PATH_IMAGE002
的负极和电网
Figure 339934DEST_PATH_IMAGE003
的负极连接；所述电网
Figure 881380DEST_PATH_IMAGE002
的正极分别与滤波电感
Figure 313498DEST_PATH_IMAGE008
的一端和电流传感器
Figure 751564DEST_PATH_IMAGE014
的一端连接；所述电网
Figure 437367DEST_PATH_IMAGE003
的正极和电流传感器
Figure 577361DEST_PATH_IMAGE015
的一端连接，其连接点还与支撑电容
Figure 173690DEST_PATH_IMAGE016
的一端和支撑电容
Figure 43426DEST_PATH_IMAGE017
的一端连接的连接点连接；所述电流传感器
Figure 290343DEST_PATH_IMAGE018
的另一端和负载
Figure 543732DEST_PATH_IMAGE004
的一端连接；所述电流传感器
Figure 520915DEST_PATH_IMAGE019
的另一端和负载
Figure 806010DEST_PATH_IMAGE005
的一端连接；所述电流传感器
Figure 226758DEST_PATH_IMAGE015
的另一端和负载
Figure 138082DEST_PATH_IMAGE006
的一端连接；所述负载
Figure 542125DEST_PATH_IMAGE004
的另一端分别与负载
Figure 809290DEST_PATH_IMAGE005
的另一端和负载
Figure 774840DEST_PATH_IMAGE006
的另一端连接；所述滤波电感
Figure 875258DEST_PATH_IMAGE007
的另一端和电流传感器
Figure 584457DEST_PATH_IMAGE020
的一端连接；所述滤波电感
Figure 706128DEST_PATH_IMAGE008
的另一端和电流传感器
Figure 98974DEST_PATH_IMAGE021
的一端连接；所述电流传感器
Figure 922573DEST_PATH_IMAGE020
的另一端分别与开关管
Figure 936928DEST_PATH_IMAGE022
的发射极、反并联二极管
Figure 847859DEST_PATH_IMAGE023
的正极、开关管
Figure 155212DEST_PATH_IMAGE024
的集电极和反并联二极管
Figure 482419DEST_PATH_IMAGE023
的负极连接；所述开关管
Figure 704060DEST_PATH_IMAGE022
的集电极分别与反并联二极管
Figure 908645DEST_PATH_IMAGE023
的负极、支撑电容
Figure 12998DEST_PATH_IMAGE016
的另一端、开关管
Figure 434359DEST_PATH_IMAGE025
的集电极和反并联二极管
Figure 898839DEST_PATH_IMAGE026
的负极连接；所述电流传感器
Figure 724974DEST_PATH_IMAGE021
的另一端分别与开关管
Figure 262879DEST_PATH_IMAGE025
的发射极、反并联二极管
Figure 79525DEST_PATH_IMAGE026
的正极、开关管
Figure 239373DEST_PATH_IMAGE027
的集电极和反并联二极管
Figure 41719DEST_PATH_IMAGE028
的负极连接；所述开关管
Figure 596197DEST_PATH_IMAGE027
的发射极分别与反并联二极管
Figure 870446DEST_PATH_IMAGE028
的正极、支撑电容
Figure 66941DEST_PATH_IMAGE017
的另一端、开关管
Figure 723794DEST_PATH_IMAGE024
的发射极和反并联二极管
Figure 481797DEST_PATH_IMAGE029
的正极连接；
所述支撑电容
Figure 476298DEST_PATH_IMAGE010
、开关管
Figure 975019DEST_PATH_IMAGE011
和反并联二极管
Figure 754887DEST_PATH_IMAGE012
组成半桥变换器；所述负载
Figure 588851DEST_PATH_IMAGE004
、负载
Figure 982833DEST_PATH_IMAGE005
和负载
Figure 147230DEST_PATH_IMAGE030
组成不平衡负载；
所述电流传感器
Figure 889927DEST_PATH_IMAGE031
均用于测量负载电流，所述电流传感器
Figure 49119DEST_PATH_IMAGE032
和
Figure 644311DEST_PATH_IMAGE033
分别用于测量A相和B相的补偿电流。
2.一种基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：利用锁相环对网侧电压的相位进行锁定，并获取三相网侧电压的相位；
S2：根据三相网侧电压的相位，对A相网侧电压、三相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换，得到A相网侧电压的有功分量和无功分量、三相负载电流的有功分量和无功分量与补偿电流的有功分量和无功分量；
S3：将三相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流进行
Figure 861665DEST_PATH_IMAGE034
变换，得到补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值；
S4：将补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换，得到补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值；
S5：根据A相网侧电压的有功分量和无功分量，将补偿电流的有功分量和无功分量与补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行dq解耦控制，得到半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量；
S6：将半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换，得到半桥变换器的调制信号；
S7：将半桥变换器的调制信号进行PWM调制，得到半桥变换器开关管的驱动信号，完成基于半桥变换器的三相电能质量补偿；
所述基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置用于执行基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法；所述基于半桥变换器的三相电能质量补偿装置包括电网
Figure 222983DEST_PATH_IMAGE001
、电网
Figure 352744DEST_PATH_IMAGE002
、电网
Figure 605871DEST_PATH_IMAGE003
、负载
Figure 984507DEST_PATH_IMAGE004
、负载
Figure 544539DEST_PATH_IMAGE005
、负载
Figure 110780DEST_PATH_IMAGE006
、滤波电感
Figure 913520DEST_PATH_IMAGE007
、滤波电感
Figure 971213DEST_PATH_IMAGE008
、电流传感器
Figure 808587DEST_PATH_IMAGE009
、支撑电容
Figure 545730DEST_PATH_IMAGE010
、开关管
Figure 271985DEST_PATH_IMAGE011
和反并联二极管
Figure 228308DEST_PATH_IMAGE035
；
所述电网
Figure 546288DEST_PATH_IMAGE001
的正极分别与滤波电感
Figure 592348DEST_PATH_IMAGE007
的一端和电流传感器
Figure 979467DEST_PATH_IMAGE013
的一端连接，其负极分别与电网
Figure 506526DEST_PATH_IMAGE002
的负极和电网
Figure 965099DEST_PATH_IMAGE003
的负极连接；所述电网
Figure 417946DEST_PATH_IMAGE002
的正极分别与滤波电感
Figure 59405DEST_PATH_IMAGE008
的一端和电流传感器
Figure 623111DEST_PATH_IMAGE014
的一端连接；所述电网
Figure 850436DEST_PATH_IMAGE003
的正极和电流传感器
Figure 975649DEST_PATH_IMAGE015
的一端连接，其连接点还与支撑电容
Figure 147480DEST_PATH_IMAGE016
的一端和支撑电容
Figure 390243DEST_PATH_IMAGE017
的一端连接的连接点连接；所述电流传感器
Figure 678267DEST_PATH_IMAGE018
的另一端和负载
Figure 96085DEST_PATH_IMAGE004
的一端连接；所述电流传感器
Figure 804147DEST_PATH_IMAGE019
的另一端和负载
Figure 352066DEST_PATH_IMAGE005
的一端连接；所述电流传感器
Figure 993131DEST_PATH_IMAGE015
的另一端和负载
Figure 378589DEST_PATH_IMAGE006
的一端连接；所述负载
Figure 216357DEST_PATH_IMAGE004
的另一端分别与负载
Figure 925556DEST_PATH_IMAGE005
的另一端和负载
Figure 44297DEST_PATH_IMAGE006
的另一端连接；所述滤波电感
Figure 682214DEST_PATH_IMAGE007
的另一端和电流传感器
Figure 771393DEST_PATH_IMAGE020
的一端连接；所述滤波电感
Figure 517239DEST_PATH_IMAGE008
的另一端和电流传感器
Figure 883629DEST_PATH_IMAGE021
的一端连接；所述电流传感器
Figure 423938DEST_PATH_IMAGE020
的另一端分别与开关管
Figure 531572DEST_PATH_IMAGE022
的发射极、反并联二极管
Figure 943093DEST_PATH_IMAGE023
的正极、开关管
Figure 935230DEST_PATH_IMAGE024
的集电极和反并联二极管
Figure 820009DEST_PATH_IMAGE023
的负极连接；所述开关管
Figure 368933DEST_PATH_IMAGE022
的集电极分别与反并联二极管
Figure 722161DEST_PATH_IMAGE023
的负极、支撑电容
Figure 876193DEST_PATH_IMAGE016
的另一端、开关管
Figure 259770DEST_PATH_IMAGE025
的集电极和反并联二极管
Figure 43793DEST_PATH_IMAGE026
的负极连接；所述电流传感器
Figure 702176DEST_PATH_IMAGE021
的另一端分别与开关管
Figure 507452DEST_PATH_IMAGE025
的发射极、反并联二极管
Figure 121317DEST_PATH_IMAGE026
的正极、开关管
Figure 704221DEST_PATH_IMAGE027
的集电极和反并联二极管
Figure 274617DEST_PATH_IMAGE028
的负极连接；所述开关管
Figure 308301DEST_PATH_IMAGE027
的发射极分别与反并联二极管
Figure 190938DEST_PATH_IMAGE028
的正极、支撑电容
Figure 832045DEST_PATH_IMAGE017
的另一端、开关管
Figure 707597DEST_PATH_IMAGE024
的发射极和反并联二极管
Figure 300515DEST_PATH_IMAGE029
的正极连接；
所述支撑电容
Figure 727954DEST_PATH_IMAGE010
、开关管
Figure 957553DEST_PATH_IMAGE011
和反并联二极管
Figure 934999DEST_PATH_IMAGE012
组成半桥变换器；所述负载
Figure 566444DEST_PATH_IMAGE004
、负载
Figure 836888DEST_PATH_IMAGE005
和负载
Figure 432080DEST_PATH_IMAGE030
组成不平衡负载；
所述电流传感器
Figure 397238DEST_PATH_IMAGE031
均用于测量负载电流，所述电流传感器
Figure 994441DEST_PATH_IMAGE032
和
Figure 140514DEST_PATH_IMAGE033
分别用于测量A相和B相的补偿电流。
3.根据权利要求2所述的基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，所述步骤S2中，对A相网侧电压进行旋转坐标转换的公式为：
Figure 721537DEST_PATH_IMAGE036
对A相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure 21544DEST_PATH_IMAGE037
其中，
Figure 381243DEST_PATH_IMAGE038
表示A相网侧电压的有功分量，
Figure 55807DEST_PATH_IMAGE039
表示A相网侧电压的无功分量，对A相网侧电压进行旋转坐标转换的二阶变换矩阵为P矩阵，
Figure 747295DEST_PATH_IMAGE040
表示A相网侧电压，
Figure 135813DEST_PATH_IMAGE041
表示相位滞后于A相网侧电压的虚拟电压，
Figure 973188DEST_PATH_IMAGE042
表示A相负载电流的有功分量，
Figure 458134DEST_PATH_IMAGE043
表示A相负载电流的无功分量，
Figure 171006DEST_PATH_IMAGE044
表示A相补偿电流的有功分量，
Figure 127329DEST_PATH_IMAGE045
表示A相补偿电流的无功分量，
Figure 458691DEST_PATH_IMAGE046
表示A相负载电流，
Figure 740637DEST_PATH_IMAGE047
表示相位滞后于A相负载交流的虚拟电流，
Figure 940805DEST_PATH_IMAGE048
表示A相补偿电流，
Figure 504134DEST_PATH_IMAGE049
表示相位滞后于A相补偿电流的虚拟电流，
Figure 191467DEST_PATH_IMAGE050
表示电网角频率，t表示时间；
对B相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure 411358DEST_PATH_IMAGE051
其中，
Figure 299155DEST_PATH_IMAGE052
表示B相负载电流的有功分量，
Figure 862861DEST_PATH_IMAGE053
表示B相负载电流的无功分量，
Figure 827537DEST_PATH_IMAGE054
表示B相补偿电流的有功分量，
Figure 949820DEST_PATH_IMAGE055
表示B相补偿电流的无功分量，
Figure 373848DEST_PATH_IMAGE056
表示B相负载电流，
Figure 367343DEST_PATH_IMAGE057
表示相位滞后于B相负载交流的虚拟电流，
Figure 121279DEST_PATH_IMAGE058
表示B相补偿电流，
Figure 588033DEST_PATH_IMAGE059
表示相位滞后于B相补偿电流的虚拟电流；
对C相负载电流和补偿电流进行旋转坐标转换的公式分别为：
Figure 453352DEST_PATH_IMAGE060
其中，
Figure 122974DEST_PATH_IMAGE061
表示C相负载电流的有功分量，
Figure 373827DEST_PATH_IMAGE062
表示C相负载电流的无功分量，
Figure 575263DEST_PATH_IMAGE063
表示C相补偿电流的有功分量，
Figure 924949DEST_PATH_IMAGE064
表示C相补偿电流的无功分量，
Figure 634147DEST_PATH_IMAGE065
表示C相负载电流，
Figure 303288DEST_PATH_IMAGE061
表示相位滞后于C相负载交流的虚拟电流，
Figure 62909DEST_PATH_IMAGE066
表示C相补偿电流，
Figure 309345DEST_PATH_IMAGE067
表示相位滞后于C相补偿电流的虚拟电流。
4.根据权利要求3所述的基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，所述步骤S2中，三相网侧电流的有功分量和无功分量满足的表达式为：
Figure 556656DEST_PATH_IMAGE068
其中，
Figure 608532DEST_PATH_IMAGE069
表示A相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 807563DEST_PATH_IMAGE070
表示B相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 243093DEST_PATH_IMAGE071
表示C相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 691433DEST_PATH_IMAGE072
表示A相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 161598DEST_PATH_IMAGE073
表示B相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 265951DEST_PATH_IMAGE074
表示C相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 359416DEST_PATH_IMAGE075
表示A相负载电流的有功分量，
Figure 214108DEST_PATH_IMAGE076
表示B相负载电流的有功分量，
Figure 430457DEST_PATH_IMAGE077
表示C相负载电流的有功分量。
5.根据权利要求2所述的基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：
S31：将直流侧电容电压的闭环输出注入至补偿电流中，得到维持直流电压稳定的有功电流
Figure 250252DEST_PATH_IMAGE078
；
S32：对三相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure 286472DEST_PATH_IMAGE079
进行
Figure 679276DEST_PATH_IMAGE080
变换，得到补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值。
6.根据权利要求5所述的基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，所述步骤S31中，维持直流电压稳定的有功电流
Figure 966776DEST_PATH_IMAGE081
的计算公式为：
Figure 52412DEST_PATH_IMAGE082
其中，S表示复频率，
Figure 575929DEST_PATH_IMAGE083
表示电压环的第一控制参数，
Figure 677484DEST_PATH_IMAGE084
表示电压环的第二控制参数，
Figure 180009DEST_PATH_IMAGE085
表示直流侧电压的参考值，
Figure 672433DEST_PATH_IMAGE086
表示直流侧电压。
7.根据权利要求5所述的基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，所述步骤S32中，对A相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure 945895DEST_PATH_IMAGE087
进行
Figure 680501DEST_PATH_IMAGE088
变换的公式分别为：
Figure 945523DEST_PATH_IMAGE089
Figure 372962DEST_PATH_IMAGE090
；
对B相负载电流的有功分量和无功分量、补偿电流的有功分量和无功分量与维持直流电压稳定的有功电流
Figure 602562DEST_PATH_IMAGE087
进行
Figure 314428DEST_PATH_IMAGE088
变换的公式分别为：
Figure 322704DEST_PATH_IMAGE091
其中，
Figure 622842DEST_PATH_IMAGE092
表示A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 342667DEST_PATH_IMAGE093
表示A相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 684656DEST_PATH_IMAGE094
表示B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 210357DEST_PATH_IMAGE095
表示B相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 979598DEST_PATH_IMAGE096
表示A相负载电流的有功分量，
Figure 186720DEST_PATH_IMAGE097
表示B相负载电流的有功分量，
Figure 565355DEST_PATH_IMAGE098
表示C相负载电流的有功分量，
Figure 892431DEST_PATH_IMAGE099
表示A相负载电流的无功分量，
Figure 255411DEST_PATH_IMAGE100
表示B相负载电流的无功分量；
所述步骤S32中，根据基尔霍夫电流定律，网侧电流有功分量参考值和无功分量参考值、负载电流的有功分量和无功分量以及补偿电流在相电压参考系下有功分量参考值和无功分量参考值满足的表达式为：
Figure 556686DEST_PATH_IMAGE101
其中，
Figure 912581DEST_PATH_IMAGE069
表示A相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 376054DEST_PATH_IMAGE070
表示B相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 923317DEST_PATH_IMAGE071
表示C相网侧电流有功分量的参考值，
Figure 478932DEST_PATH_IMAGE072
表示A相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 874403DEST_PATH_IMAGE073
表示B相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 455033DEST_PATH_IMAGE074
表示C相网侧电流无功分量的参考值，
Figure 471399DEST_PATH_IMAGE102
表示A相负载电流的有功分量，
Figure 219038DEST_PATH_IMAGE103
表示B相负载电流的有功分量，
Figure 119998DEST_PATH_IMAGE104
表示C相负载电流的有功分量，
Figure 430500DEST_PATH_IMAGE105
表示A相负载电流的无功分量，
Figure 509446DEST_PATH_IMAGE106
表示B相负载电流的无功分量，
Figure 774074DEST_PATH_IMAGE107
表示C相负载电流的无功分量，
Figure 977260DEST_PATH_IMAGE108
表示C相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 643733DEST_PATH_IMAGE109
表示C相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值。
8.根据权利要求2所述的基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，所述步骤S4中，对A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换的公式分别为：
Figure 893580DEST_PATH_IMAGE110
对B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值和无功分量参考值进行交叉变换的公式分别为：
Figure 878460DEST_PATH_IMAGE111
其中，
Figure 386802DEST_PATH_IMAGE112
表示A相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 409247DEST_PATH_IMAGE113
表示A相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 407159DEST_PATH_IMAGE114
表示B相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 292985DEST_PATH_IMAGE115
表示B相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 699958DEST_PATH_IMAGE092
表示A相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 13128DEST_PATH_IMAGE093
表示A相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 601848DEST_PATH_IMAGE094
表示B相补偿电流在相电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 564250DEST_PATH_IMAGE095
表示B相补偿电流在相电压参考系下的无功分量参考值。
9.根据权利要求2所述的基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，所述步骤S5中，对A相进行dq解耦控制的公式为：
Figure 834301DEST_PATH_IMAGE116
对B相进行dq解耦控制的公式为：
Figure 1977DEST_PATH_IMAGE117
其中，
Figure 639894DEST_PATH_IMAGE118
表示A相调制信号的有功分量，
Figure 211296DEST_PATH_IMAGE119
表示B相调制信号的有功分量，
Figure 724186DEST_PATH_IMAGE120
表示A相调制信号的无功分量，
Figure 451096DEST_PATH_IMAGE121
表示B相调制信号的无功分量，
Figure 758449DEST_PATH_IMAGE122
表示电流环的第三控制参数，
Figure 82727DEST_PATH_IMAGE123
表示电流环的第四控制参数，
Figure 838455DEST_PATH_IMAGE124
表示A相网侧电压的有功分量，
Figure 43041DEST_PATH_IMAGE125
表示A相网侧电压的无功分量，S表示复频率，
Figure 957514DEST_PATH_IMAGE126
表示A相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 506438DEST_PATH_IMAGE114
表示B相补偿电流在线电压参考系下的有功分量参考值，
Figure 361130DEST_PATH_IMAGE113
表示A相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 528544DEST_PATH_IMAGE115
表示B相补偿电流在线电压参考系下的无功分量参考值，
Figure 443279DEST_PATH_IMAGE127
表示A相补偿电流的有功分量，
Figure 276237DEST_PATH_IMAGE128
表示B相补偿电流的有功分量，
Figure 42943DEST_PATH_IMAGE129
表示A相补偿电流的无功分量，
Figure 425383DEST_PATH_IMAGE130
表示B相补偿电流的无功分量，
Figure 12484DEST_PATH_IMAGE131
表示电网角频率，
Figure 87667DEST_PATH_IMAGE132
表示A相滤波电感，
Figure 159528DEST_PATH_IMAGE133
表示B相滤波电感。
10.根据权利要求2所述的基于半桥变换器的三相电能质量补偿方法，其特征在于，所述步骤S6中，对A相调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的公式为：
Figure 960256DEST_PATH_IMAGE134
对B相调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的公式为：
Figure 308804DEST_PATH_IMAGE135
其中，
Figure 959097DEST_PATH_IMAGE136
表示A相开关管调制信号，
Figure 804956DEST_PATH_IMAGE137
表示B相开关管调制信号，
Figure 909790DEST_PATH_IMAGE138
表示构造的滞后A相开关管调制信号的虚拟信号，
Figure 947017DEST_PATH_IMAGE139
表示构造的滞后B相开关管调制信号的虚拟信号，
Figure 320491DEST_PATH_IMAGE140
表示A相调制信号的有功分量，
Figure 216379DEST_PATH_IMAGE141
表示B相调制信号的有功分量，
Figure 224655DEST_PATH_IMAGE142
表示A相调制信号的无功分量，
Figure 996564DEST_PATH_IMAGE143
表示B相调制信号的无功分量，
Figure 713460DEST_PATH_IMAGE144
表示电网角频率，t表示时间，对半桥变换器调制信号的有功分量和无功分量进行旋转坐标逆变换的二阶变换矩阵为
Figure 524290DEST_PATH_IMAGE145
矩阵。
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