[發(fā)明專利]一種等效無(wú)功電池電路及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611073264.5
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN107046303B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏業(yè)文;曹斌;李應(yīng)智;劉國(guó)特;程江洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J3/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

一種等效無(wú)功電池電路及其控制方法，包括無(wú)功電池電路單元、等效元件、無(wú)功電池組結(jié)構(gòu)三個(gè)部分。無(wú)功電池組結(jié)構(gòu)，包括限流電感Xsubgt;L/subgt;、n×m個(gè)無(wú)功電池電路單元、單相交流電網(wǎng)，所述n×m個(gè)無(wú)功電池電路單元包含m列串聯(lián)支路，每列含n個(gè)串聯(lián)的無(wú)功電池電路單元，m列串聯(lián)支路并聯(lián)后，一端接X(jué)subgt;L/subgt;，另一端接單相交流電網(wǎng)的零線N，Xsubgt;L/subgt;的另一端接單相交流電網(wǎng)的火線L。本發(fā)明一種等效無(wú)功電池電路及其控制方法，它既能提升補(bǔ)償器的耐壓能力，也適用于大容量、高精度和快速響應(yīng)的無(wú)功控制場(chǎng)合，能夠廣泛應(yīng)用于單相交流系統(tǒng)和三相交流系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)功補(bǔ)償電路領(lǐng)域，具體是一種等效無(wú)功電池電路及其控制方法。

背景技術(shù)

無(wú)功補(bǔ)償是控制電網(wǎng)無(wú)功功率平衡的主要方式，也是保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。目前，應(yīng)用最為廣泛的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備包括靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)和靜止無(wú)功發(fā)生器(STATCOM)，隨著負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的提升，STATCOM以其快速、高精度的特征優(yōu)勢(shì)必將成為未來(lái)無(wú)功控制技術(shù)主流。STATCOM是伴隨全控性電力電子器件的產(chǎn)生而發(fā)展起來(lái)的，其特征優(yōu)勢(shì)主要基于全可控半導(dǎo)體開關(guān)的高速開關(guān)特性，但由于其耐壓和通流能力差，也很大程度上限制了STATCOM的應(yīng)用范圍。典型STATCOM采用三相單橋臂六管結(jié)構(gòu)，當(dāng)其應(yīng)用于高壓大容量場(chǎng)合時(shí)，開關(guān)耐壓能力受到極大的挑戰(zhàn)，因此，近年來(lái)出現(xiàn)了鏈?zhǔn)交蚨嚯娖降碾娐方Y(jié)構(gòu)，對(duì)提升設(shè)備的無(wú)功補(bǔ)償能力起到的積極的作用。日本學(xué)者提出了一種新型的無(wú)功補(bǔ)償電路——磁能再生開關(guān)，采用全橋型電路結(jié)構(gòu)，采用較小的直流側(cè)電容與同步控制法，實(shí)現(xiàn)的較寬范圍內(nèi)的連續(xù)無(wú)功功率補(bǔ)償，且適用于單相和三相交流系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

基于當(dāng)前無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，本發(fā)明提出了一種等效無(wú)功電池電路及其控制方法，它既能提升補(bǔ)償器的耐壓能力，也適用于大容量、高精度和快速響應(yīng)的無(wú)功控制場(chǎng)合，能夠廣泛應(yīng)用于單相交流系統(tǒng)和三相交流系統(tǒng)。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種無(wú)功電池電路單元，所述無(wú)功電池電路單元包括：4只全控型半導(dǎo)體開關(guān)T₁～T₄，4只電力二極管D₁～D₄，4只直流電容器C₁～C₄；4只全控型半導(dǎo)體開關(guān)T₁～T₄分別與4只電力二極管D₁～D₄反向并聯(lián)，構(gòu)成4組T_i-D_i半導(dǎo)體開關(guān)模塊，i＝1,2,3,4；T₁-D₁與T₃-D₃串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)支路，其連接點(diǎn)為端點(diǎn)A；T₂-D₂與T₄-D₄串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)支路，其連接點(diǎn)為端點(diǎn)B；然后兩串聯(lián)支路并聯(lián)，連接點(diǎn)分別為M和N；4只直流電容器C₁～C₄，先按C₁與C₃串聯(lián)且C₂與C₄串聯(lián)，連接點(diǎn)分別為P和Q，然后兩支路并聯(lián)，連接點(diǎn)為M和N，再將P和Q點(diǎn)直接相連。

一種無(wú)功電池電路單元，該電路等效為可調(diào)電容器C_V。

一種無(wú)功電池電路單元，該電路整體呈現(xiàn)為雙環(huán)路菱形，外環(huán)菱形由4組半導(dǎo)體開關(guān)模塊T_i-D_i，i＝1,2,3,4，通過(guò)串并聯(lián)構(gòu)成，內(nèi)環(huán)菱形由4只直流電容器C₁～C₄串并聯(lián)構(gòu)成。

一種無(wú)功電池電路單元，4只全控型半導(dǎo)體開關(guān)T₁～T₄為MOSFET或IGBT。