HVM波；当电压信号过低或者过高 时，PDPINTA端口便输出低电平，DSP检测到下降沿后启动保护中断，将DSP全局清零并封锁 PWM，实现欠、过电压的保护。
[0141] 过流保护电路如图11所示，将电流检测信号接在过流保护电路的b点，当系统正常 工作时，电流经LM393和二极管错位电路使输出为3.3V的高电平电压信号，电路正常工作， 当检测到的电流信号过大时，LM393输出0V，DSP保护引脚检测到低电平进入PDPINTA中断， 停止输出PWM信号，达到保护的目的。
【具体实施方式】 [0142] 六:本实施方式所述的基于模块化多电平换流器的无功补偿方法， 它包括W下步骤：
[0143] 用于采集阻感负载上的S相负载电流信号ia、ib和i。的步骤；
[0144] 用于采集MMC换流器4直流侧的电压信号的步骤；
[0145] 用于接收S相负载电流信号ia、ib和i。分别进行Clarke变换和化rk变换得到旋转 坐标系下负载电流的d和q分量id和iq，将d轴分量id进行经化rk反变换和Clarke反变换后与 ia、ib和i。作差，获得无功电流iq，同时，接收电压信号利用电压排序法将电压大小进行排 序，维持直流电压稳定，根据电压大小的排序和无功电流，获得调制波和载波，通过调制波 和载波生成两路PWM信号的步骤；
[0146] 用于接收两路PWM信号进行隔离放大后驱动MMC换流器4的步骤；
[0147] 用于接收驱动信号，控制SM模块中IGBT的通断，输出补偿电流ifa、i化和ifc补偿S 相交流电源中的无功和谐波的步骤。
[0148] 图19为系统主程序流程图。首先是对系统的相关模块进行初始化，具体包括：I/O 口初始化、A/D中断初始化、PWM初始化、变量初始化。然后进行等待中断事件发生。
[0149] 子程序
[0150] 1A/D转换与故障保护程序
[0151] 通过控制寄存器ADCONl，设置引脚功能为模拟输入通道，基准电压接入引脚或通 用数字I/O引脚，设置转换结果的存放格式，如果需要A/D中断功能，开放相应的中断功能 位。将采样电压、电流经A/D转换为数字信号，若电压、电流超过标准值，则进行PI调节，如图 20所示。
[0152] 2捕获中断
[0153] 捕获中断子程序的设计是通过数字锁相环PLL，检测电网电压的频率。在A相电压 信号上升沿的过零点捕获中断开启，捕获值送给定时器T2,将两次连续捕获的值作差即为 电网频率，当电网波动超出设定范围时，捕获值视为无效，如图21所示为捕获中断的子程序 的具体实现方法。
[0154] 3PWM 移相
[0155] 本发明中采用的是载波移相调制方式，流程图如图22所示，由于每个桥臂有3个SM 模块单元，上桥臂载波移相角为0、化/3、仙/3,下桥臂载波移相角为31/3、331/3、531/3，通过设 置DSP中死区定时器控制寄存器可实现移相功能。
[0156] 如图23所示是补偿前A相电压、电流波形，从图中可W看出电压电流存在一定的相 位差。
[0157] 图24所示是补偿后A相电压、电流波形，静止无功发生器补偿后电压电流变为同相 位，说明该系统可W实现补偿电网的功能。
[0158] 图25所示是SM模块级联A相线电压输出波形，从图中可看出波形具有13个电平，接 近正弦波。
[0159] 本发明具有W下优点：
[0160] 本发明采用模块化级联的方式作为无功补偿装置的拓扑结构；电流检测电路是W 瞬时无功功率理论为基础;直流电压采用改进的电压排序平衡的方法;采用环流抑制器有 效的抑制环流。具体优点如下：
[0161] UMMC的拓扑结构由多个小模块单元构成，提高了系统的电压等级和容量，且输出 电压波形更逼近正弦波。
[0162] 2、改进的电压排序法能有效的平衡直流侧电容电压，与传统电压排序法相比减少 了 IGBT开关次数，降低损耗。
[0163] 3、环流抑制器能有效抑制MMC的内部环流，减小子模块电压波动，延长系统寿命。
[0164] 4、采用DSP为核屯、控制忍片，实现准确，快速响应，更具有保护电路的功能。
【主权项】
1. 基于模块化多电平换流器的无功补偿装置，其特征在于，它包括检测单元（1)、DSP控 制器(2)、驱动单元(3)和MMC换流器(4)， DSP控制器(2)采用型号为TMS320F2812的忍片实现， 检测单元(1)包括Ξ个电流检测电路(11)和电压检测电路(12)， Ξ个电流检测电路(11)，用于采集阻感负载上的Ξ相负载电流信号ia、ib和i。， 电压检测电路(12)，用于采集MMC换流器(4)直流侧的电压信号， DSP控制器(2)，用于接收Ξ相负载电流信号ia、ib和ic，进行Clarke变换和化rk变换，得 至峨转坐标系下负载电流的d和q分量id和iq，将d轴分量id进行化rk反变换和Clarke反变换 后与ia、ib和i。作差，获得无功电流iq，同时，接收电压信号利用电压排序法将电压大小进行 排序，维持直流电压稳定，根据电压大小的排序和无功电流iq，获得调制波和载波，通过调 制波和载波生成两路PWM信号， 驱动单元(3)，用于接收两路PWM信号进行隔离放大后驱动MMC换流器(4)， MMC换流器(4)，用于接收驱动信号，控制SM模块中IGBT的通断，输出补偿电流ifa、ifb和 ifc补偿Ξ相交流电源中的无功和谐波。2. 根据权利要求1所述的基于模块化多电平换流器的无功补偿装置，其特征在于，Ξ相 电流信号ia、ib和ic，进行Clarke变换和化rk变换，得到旋转坐标系下负载电流的d、q分量， 将d轴分量经化rk、Clarke反变换后与ia、ib和ic作差，获得无功电流iq的过程为： 根据公式：式中，ia和ie为两相静止坐标下的 值， 获得id和iq， 将公式1获得的id和iq经过低通滤波器后，得到id和iq中的直流分量石、再经过反变 换得到立相基波电流成分iaf、ibf和icf，用；相负载电流ia、ib、ic减去相应的S相基波成分13:、山、1。:，得到；相电流的谐波成 分iah、ibh、ich和无功电流iq。3. 根据权利要求1所述的基于模块化多电平换流器的无功补偿装置，其特征在于 MMC换流器(4)，用于接收驱动信号，控制SM模块中IGBT的通断的过程为： 首先，利用电压排序法计算一相桥臂在当前周期内需投入的SM模块数，将其与上一周 期已投入的SM模块数作差，记为Δη〇η，根据Δη〇η和SM模块中桥臂电流的极性，分为W下巧中 情况： (1) 、若Δ ηηη = 0，则保持上一周期的SM模块投切状态不变，即该桥臂中所有SM模块的功 率开关管都不进行任何开关动作； (2) 、若Δn。n〉0，则当前周期需投入的SM模块数大于上一周期投入的SM模块数，那么处 于投入的SM模块状态保持不变，根据桥臂电流的方向分两种情况： 若iarm〉0,在处于切除状态的SM模块中选择I Δ η〇η|个电容电压最低的SM模块进行投入； 若iarm<0，则在处于切除状态的SM模块中选择I Δ non I个电容电压最高的SM模块进行投 入； (3) 、若Δηηη<0,则当前周期投入的SM模块数小于上一周期的SM模块数，那么处于切除 状态的SM模块状态保持不变，根据桥臂电流的方向分两种情况： 若iarm〉0，在处于投入状态的SM模块中选择I Δ η。。I个电容电压最高的SM模块进行切除； 若iarm<0,则在处于投入状态的SM模块中选择I Δ η〇η|个电容电压最低的SM模块进行切 除。4.根据权利要求1所述的基于模块化多电平换流器的无功补偿装置，其特征在于，每个 电流检测电路（11)均包括型号为C皿-300S的霍尔电流传感器、电阻R1、电阻Rm、电阻R2、电 阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、二极管D2、二极管D1、型号为LM358 的一号运算放大器U3A、型号为LM358的二号运算放大器U4A和型号为LM358的Ξ号运算放大 器 U4B， 每个型号为CHB-300S的霍尔电流传感器的IN引脚分别作为Ξ个电流检测电路（11)的 电流信号输入端，型号为C皿-300S的霍尔电流传感器的正极连接+15V的供电电源，型号为 CHB-300S的霍尔电流传感器的负极连接-15V的供电电源， 型号为CHB-300S的霍尔电流传感器的Μ引脚同时连接电阻R1的一端和电阻Rm的一端，电 阻R1的另一端同时连接电容C1的一端和型号为LM358的一号运算放大器U3A的3号引脚，电 容C1的另一端连接电源地，型号为LM358的一号运算放大器U3A的4号引脚连接巧V供电电 源，型号为LM358的一号运算放大器U3A的5号引脚连接-5V供电电源，型号为LM358的一号运 算放大器U3A的2号引脚同时连接型号为LM358的一号运算放大器U3A的1号引脚和电阻R2的 一端， 电阻R2的另一端同时连接电阻R3的一端、电阻R4的一端和型号为LM358的二号运算放 大器U4A的2号引脚，电阻R3的另一端连接+1.5V供电电源，电阻R4的另一端同时连接型号为 LM358的二号运算放大器U4A的1号引脚和电阻R5的一端， 型号为LM358的二号运算放大器U4A的3号引脚连接电源地，型号为LM358的二号运算放 大器U4A的4号引脚连接+15V供电电源，型号为LM358的二号运算放大器U4A的5号引脚连接- 15V供电电源， 电阻R5的另一端同时连接型号为LM358的Ξ号运算放大器U4B的3号引脚和电阻R6的一 端，电阻R6的另一端同时连接型号为LM358的Ξ号运算放大器U4B的1号引脚和电阻R7的一 端，型号为LM358的Ξ号运算放大器U4B的2号引脚连接电源地，型号为LM358的Ξ号运算放 大器U4B的4号引脚连接+15V的供电电源，型号为LM358的Ξ号运算放大器U4B的5号引脚连 接-15V