[實(shí)用新型]一種SVG直流側(cè)電容中點(diǎn)電位平衡裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420786883.9
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204290329U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛戈;王磊;孫立軍;史朝暉;孫永剛;張洪霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?/a>
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02M7/487
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電氣行業(yè)，尤其是涉及一種用于對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償研究的二極管箝位型三電平靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)直流側(cè)電容中點(diǎn)電位平衡的裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)中的負(fù)荷包括無(wú)功負(fù)荷持續(xù)大量地增加，分布式新能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能的并網(wǎng)也大大增加了電網(wǎng)的復(fù)雜性，尤其是各種電力電子裝置引入電網(wǎng)以后，使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷等無(wú)功性負(fù)荷越來(lái)越多，給電能質(zhì)量帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，因此無(wú)功補(bǔ)償裝置的研究具有十分重要的意義。隨著無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的迅速發(fā)展，靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)得到了較高的重視，它具有補(bǔ)償響應(yīng)速度快、運(yùn)行范圍廣、可濾除部分諧波、占用體積小、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了快速的發(fā)展。在靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)的多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，二極管箝位型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)補(bǔ)償電壓波形好，相比于更高電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用最為廣泛。

二極管箝位型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)利用兩個(gè)串聯(lián)的直流電容接在直流側(cè)兩端，每個(gè)橋臂有四個(gè)開(kāi)關(guān)器件，上、下橋臂各有兩個(gè)串聯(lián)的開(kāi)關(guān)器件，每個(gè)開(kāi)關(guān)都通過(guò)二極管續(xù)流，箝位二極管將每個(gè)橋臂的中間兩個(gè)開(kāi)關(guān)管進(jìn)行連接，這樣通過(guò)箝位二極管將開(kāi)關(guān)器件的電壓箝位到連接的直流電容電壓上，將直流母線電壓分為多個(gè)電平。因此，每個(gè)橋臂的四個(gè)開(kāi)關(guān)器件可以向交流側(cè)輸出不同電平的電壓信號(hào)。通過(guò)對(duì)每個(gè)開(kāi)關(guān)管進(jìn)行相應(yīng)的PWM脈寬調(diào)制，二極管箝位型三電平SVG將多個(gè)電平的輸出信號(hào)合成為調(diào)制信號(hào)，從而進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。

但是，二極管箝位型三電平靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)直流側(cè)的兩個(gè)電容在制造工藝上不可能達(dá)到完全相同，各個(gè)開(kāi)關(guān)管的實(shí)際參數(shù)和制造工藝也有一定的差別，開(kāi)關(guān)會(huì)產(chǎn)生一定程度的延遲；另外，負(fù)載電流通過(guò)各相橋臂在三電平二極管箱位型SVG中產(chǎn)生了一定的交流電流，此交流電流流入到直流電容中，從而導(dǎo)致直流母線各電容傳輸功率的不平衡。因此會(huì)產(chǎn)生直流側(cè)電容中點(diǎn)電壓不均衡的現(xiàn)象，有可能使得輸出電壓波形發(fā)生畸變，使電平發(fā)生退化，輸出電壓中帶有低次諧波，開(kāi)關(guān)器件承受的電壓不均衡，增大對(duì)主管阻斷耐壓的要求，嚴(yán)重時(shí)將使得電子器件因過(guò)電壓而損壞，直流側(cè)電容上的電壓波動(dòng)也容易使電容的壽命降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供了一種SVG直流側(cè)電容中點(diǎn)電位平衡裝置，該裝置能夠解決直流側(cè)電容中點(diǎn)電位不平衡的問(wèn)題，為SVG向電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償提供更好的技術(shù)保障。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種SVG直流側(cè)電容中點(diǎn)電位平衡裝置，包括：三相電源、三相負(fù)載、交流電抗器、二極管箝位型三電平電壓源換流器VSC、直流側(cè)電容器以及測(cè)量控制系統(tǒng)；

所述三相電源的一條支路串聯(lián)連接三相負(fù)載；三相電源的另一條支路依次串聯(lián)連接交流電抗器、二極管箝位型三電平電壓源換流器VSC以及直流側(cè)并聯(lián)電容器；在三相電源與交流電抗器之間并聯(lián)連接測(cè)量控制系統(tǒng)；

所述二極管箝位型三電平電壓源換流器VSC中每相橋臂均連接兩個(gè)串聯(lián)連接的箝位二極管，所述三相電源的中點(diǎn)、三相負(fù)載的中點(diǎn)、每相橋臂的兩個(gè)箝位二極管的中點(diǎn)以及直流側(cè)電容器的中點(diǎn)相連接，為零序電流提供流通通路。

所述三相電源為對(duì)稱三相電源，所述三相電源的每一相均串聯(lián)連接交流電抗器。

所述二極管箝位型三電平電壓源換流器VSC包括a、b、c三相橋臂，所述a、b、c三相橋臂中，每一相橋臂均包括上橋臂和下橋臂，所述上橋臂和下橋臂分別包括兩個(gè)串聯(lián)連接的功率開(kāi)關(guān)器件，所述每個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的兩端均反向并聯(lián)有續(xù)流二極管；

所述a、b、c三相橋臂的每相橋臂均連接兩個(gè)反相串聯(lián)的箝位二極管，所述箝位二極管連接在上橋臂兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的中點(diǎn)和下橋臂兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的中點(diǎn)之間。

所述直流側(cè)電容器包括兩個(gè)串聯(lián)連接的電容C1和電容C2；所述直流側(cè)電容器與二極管箝位型三電平電壓源換流器VSC的三相橋臂并聯(lián)連接，電容C1和電容C2串聯(lián)連接的中點(diǎn)與二極管箝位型三電平電壓源換流器VSC連接的兩個(gè)箝位二極管的中點(diǎn)相連接，所述電容C1和電容C2的中點(diǎn)與兩個(gè)箝位二極管的中點(diǎn)為等電位點(diǎn)。

所述測(cè)量控制系統(tǒng)包括：PLL鎖相模塊、abc/dq0變換模塊、SVG三相輸出外環(huán)電壓控制器、內(nèi)環(huán)電流控制器、dq0/abc變換模塊和脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路；