[實用新型]一種獨特H全橋多電平的模塊化電流擾動發生電路

有效

• 申請號: 201420611987.6
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN204145281U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 林焱;吳丹岳;黃道姍;張逸;林國慶;盧敬偉;李發祿
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及電網中的電流擾動，特別是一種獨特H全橋多電平的模塊化電流擾動發生電路。

背景技術

隨著工業技術的進步，負荷的種類越來越豐富。而且隨著電力電子技術的廣泛發展與應用，非線性負荷也在不斷增加。電氣化鐵路和軋鋼機等沖擊負荷日益增大，這些非線性、沖擊性特性以及諧波豐富的負荷，使得諧波、電壓波動、閃變、三相不平衡等傳統電能質量問題進一步惡化，引發電網事故和生產設備異常。

電能質量問題日益突出，引起供用電雙方的廣泛關注。為了解決電能質量問題，國外學者研制了多種電能質量補償和治理產品，如有源濾波器抑制諧波，短路電流限制器限制故障電流，動態電壓恢復器補償電壓暫降，靜止無功補償器抑制電壓波動和閃變的等，國內的一些學者提出了電能質量復合控制裝置。這些電能質量治理裝置出廠時，都需要檢驗設備的有效性。另外，對于電能質量控制技術的新算法研究，需要在實際裝置上去驗證，要滿足這樣的需求，就需要能夠產生包括各類電能質量問題在內的具有一定帶寬和驅動能力的電力擾動發生裝置，電流擾動發生裝置可為測量、分析、評估電網電能質量提供平臺。

此外，基于多電平變流電路的變流器，因易實現大容量和高電壓等級，且輸出電壓波形畸變小等特點，可以不用隔離變壓器直接通過連接電感接入系統。所以基于多電平變流電路逐漸成為了研究的熱點。與級聯多電平變流電路相比，二極管鉗位多電平變流電路結構需要大量的鉗位二極管，成本較高；飛跨電容多電平變流器結構需要大量的鉗位電容，而且這兩種電路還存在直流側分壓電容電壓不均衡的問題，控制復雜。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種獨特H全橋多電平的模塊化電流擾動發生電路，以克服現有電網系統中存在電能質量問題，且本實用新型結構簡單，易于實現。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種獨特H全橋多電平的模塊化電流擾動發生電路，其特征在于，包括：斷路器、接觸器、預充電電阻、LCL濾波器、逆變單元、監控電路以及電源變換電路；所述斷路器的一端接入電網，另一端與所述接觸器一端相連并接入所述預充電電阻的一端；所述預充電電阻的另一端與所述接觸器的另一端相連，并接入所述LCL濾波器的一端；所述LCL濾波器的另一端接入所述逆變單元的第一輸出端；所述逆變單元的輸入端與所述監控電路的一輸出端相連；所述逆變單元的第二輸出端接入所述監控電路的第一輸入端；所述逆變單元的第三輸出端經所述電源變換電路接入所述監控電路的第二輸入端；所述監控電路的第三輸入端接入所述LCL濾波器和所述接觸器的連接點；所述監控電路的第四輸入端接入所述斷路器與電網的連接點；其中，所述逆變單元包括三個單相電路；所述單相電路包括兩個電抗器、濾波電路和逆變電路；其中一電抗器的一端與另一電抗器的一端相連，另一電抗器的另一端與所述逆變電路一端連接；所述濾波電路的一端接入兩個電抗器的連接點，且所述濾波電路包括串聯連接的一電容器和一電阻；其中，三個單相電路中的濾波電路的另一端兩兩相互連接，三個單相電路中的逆變電路的另一端兩兩相互連接。

在本發明一實施例中，所述逆變電路包括N個IGBT橋臂電路，N為大于等于2?的正整數；每個IGBT橋臂電路包括兩個端口；其中，第一IGBT橋臂電路的一端作為所述逆變電路的一端，另一端接入第二IGBT橋臂電路的一端，且對于第二至第N?IGBT橋臂電路，后一個IGBT橋臂電路的一端均接入前一個IGBT橋臂電路的另一端；第N?IGBT橋臂電路的另一端作為所述逆變電路的另一端。

在本發明一實施例中，所述IGBT橋臂電路包括兩個IGBT橋臂以及一電容器，且兩個IGBT橋臂和電容器并聯連接；所述IGBT橋臂包括兩個串聯連接的IGBT電路；其中，一個IGBT橋臂中兩個IGBT電路的連接點作為所述IGBT橋臂電路的一端，另一個IGBT橋臂中兩個IGBT電路的連接點作為所述IGBT橋臂電路的另一端。

在本發明一實施例中，所述IGBT電路包括一IGBT管和一二極管；所述二極管的陰極與所述IGBT管的集電極相連，所述二極管的陽極與所述IGBT管的發射極相連。

在本發明一實施例中，所述LCL濾波器包括兩個串聯的電抗器和一個電容器；該電容器的一端接入兩個電抗器的連接點，另一端接地。

在本發明一實施例中，：所述監控電路包括驅動電路、數據處理電路和顯示輸入電路；所述驅動電路、所述顯示輸入電路均與所述數據處理電路相連；且所述驅動電路的輸出端作為所述監控電路的輸出端，所述數據處理電路的輸入端作為所述監控電路的輸入端。