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[發明專利]具備主動補償能力的PWM整流器及其控制方法有效

專利信息
申請號: 201710188793.8 申請日: 2017-03-27
公開(公告)號: CN106877333B 公開(公告)日: 2020-03-31
發明(設計)人: 蔡蔚 申請(專利權)人: 蔡蔚
主分類號: H02J3/01 分類號: H02J3/01;H02J3/18
代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104 代理人: 陳劍鋒
地址: 530022 廣西壯族自治區南寧市*** 國省代碼: 廣西;45
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摘要:
搜索關鍵詞: 具備 主動 補償 能力 pwm 整流器 及其 控制 方法
【說明書】:

發明揭示了一種具備主動補償能力的PWM整流器,該PWM整流器主要包括PWM整流器主電路和PWM整流器控制器,在PWM整流器的交流輸入側耦合有輸入電流傳感器和輸入濾波器,直流輸出側耦合有輸出電壓傳感器、輸出電流傳感器和直流側濾波電容;電網公共點與PWM整流控制器之間耦合有電網電壓傳感器和電網電流傳感器。本發明還揭示了一種PWM整流器的控制方法,PWM整流器可具有直流側閑置模式、有功功率控制模式、能量吸收模式以及能量回饋模式,在該控制方法下PWM整流器根據不同的負載狀態,直流側電壓以及電網對于補償的不同要求切換至相應的工作狀態,從而實現提高PWM整流器容量利用率并改善公共接入點電能質量的目的。

技術領域

本發明的實施例涉及PWM整流器,具體而言,涉及具備主動補償能力的PWM整流器及其控制方法。

背景技術

目前,由于大量非線性負載被接入電網,電網存在電能質量問題,比如:功率因數低、諧波含量高、電壓出現閃變、供電線路末端電壓偏低、靜止補償器過補償、電網負序電流過大、有功不足導致的電網頻率下降以及電源中斷等問題。在這種電網條件下,各種異步電機、電磁設備和傳統整流器會產生大量無功和諧波,電弧爐會產生電壓閃變和負序電流,各種沖擊性負載會導致瞬時電壓跌落,發生短路跳閘時會產生電源中斷問題。對于要求高的用電設備以及電網,不安裝適當的電能質量治理裝置是不能滿足供電要求的。

比如針對諧波含量高問題,通常是加裝有源濾波器和電力電容濾波器,但是有源濾波器造價高昂,電力電容濾波器容易產生過補和諧波震蕩。又比如功率因數低的問題,通常采用動態無功補償方式進行補償,電源中斷和電壓閃變通常需要加裝DVR。又比如電能質量問題,通常加裝APF、SVG、TCR或者DVR等設備,這就需要增加規劃用電或者布置空間,對空間本身就比較進展的配電站或者系統來說是比較為難的事,同時這些電能質量治理設備主本身也是多由全控功率半導體器件組成,價格較高,會增加項目總投資。

目前,大部分PWM整流器是電壓型或電流型的,采用功率定額控制的比較少,然而在蓄電池充電或某些特殊的應用場合下,需要根據不同階段控制整流器直流側的輸出功率,而不是僅僅控制直流側的電壓或者電流。由于PWM整流并不是時刻工作在滿功率狀態下,尤其是當負載是蓄電池,其在進行充電時,剛開始充電電流或者說充電功率很大,需要很大的整流器容量;然而隨著充電過程的繼續,PWM整流器直流側的功率和電流會逐漸減小,這時并網的整流的容量沒有得到很好的利用,整流器處于低負荷狀態;當電池充滿電或者負載功率很小時,PWM整流器處于空載狀態;當電池或者負載切除時,PWM整流器完全處于閑置狀態,雖然掛在電網上,但是并沒有起到任何作用;更有甚者,當電網缺少有功功率時,直流側接入電池或者其他能產生電能的設備的普通PWM整流器并不能將有功功率回送到電網中。

因此,針對功率控制目標的PWM整流器的控制和應用方法中,沒有能很好的利用PWM整流器富余的容量,電網電能質量需要進行治理,還需要加裝價格不菲的電能質量治理裝置,如何利用好PWM整流器的閑置富余容量改善用電環境,將有很有現實意義和社會效益。

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