王银忠，牟宪民，许 康

（大连理工大学电气工程学院，大连 116024）

BOOST交流斩波型无功补偿器设计

王银忠，牟宪民，许 康

（大连理工大学电气工程学院，大连 116024）

针对交流斩波型无功补偿装置补偿电流的各次谐波分量计算复杂，控制精度差等问题，本文以单相BOOST交流斩波型动态电容器为对象，建立了系统频域模型，并提出局部灵敏度分析方法，采用基于同步参考坐标理论的闭环控制算法，实现了网侧无功和谐波电流的闭环控制。相较于已有的数值计算模型，更加准确地分析了BOOST交流斩波电路占空比与无功补偿电流、谐波电流之间的关系，系统性能和可靠性得到提高。仿真和实验结果验证了所提出的模型分析方法和控制算法的可行性及有效性。

交流斩波；BOOST电路；动态电容；无功补偿；谐波抑制

Abstract:In order to solve the problems such as the computational complexity of each harmonic component of VAR compensator's compensation current based on AC chopper and the poor control precision，a frequency domain model of the system is established with a single-phase dynamic capacitor based on BOOST AC chopper as research object.A lo⁃cal sensitivity analysis method is presented，and the closed loop control of grid-side reactive power and harmonic cur⁃rent are realized using a closed-loop control algorithm based on the theory of synchronous reference coordinates．Com⁃pared with the existing numerical model，the proposed method can analyze the relationship between the duty cycle，reac⁃tive power compensation current and harmonic current more precisely，thus the performance and reliability of the sys⁃tem is improved．The feasibility and effectiveness of the proposed model and control strategy are validated through sim⁃ulation and experimental results.

Key words:AC chopper；BOOST circuit；dynamic capacitor；reactive power compensation；harmonic suppression

基于交流斩波电路的动态电容器D-CAP（dy⁃namic capacitor）是一种新型的动态无功和谐波补偿技术。D-CAP与静止无功补偿器SVC（static VAR compensator）相比，成本相当，但其具有动态补偿能力，响应速度也更快。D-CAP与静止同步补偿器STATCOM（static synchronous compensator）、并联型有源滤波器APF（active power filter）相比，性能相近，由于不需要采用大容量的电解电容器作为储能设备，成本更低廉，系统寿命更长，可靠性增强，因此其具有广阔的市场前景[1-2]。

文献[3-4]根据虚拟正交源理论，提出了基于Buck交流斩波结构的D-CAP概念，由于不采用逆变器结构，这样就省去了大容量的直流储能元件，并且采用不同的控制方法可以同时实现无功补偿和谐波抑制功能。文献[5-7]提出有源阻抗理论，采用交流斩波电路控制电感或电容进而向电网注入可控无功电流，与文献[3-4]基本思想相同。……