[發明專利]基于級聯二極管H橋的新型靜止無功補償器

在審

• 申請號: 201810282902.7
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108306310A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 王聰;程紅;田長庚;莊園;劉瑨琪;盧其威;鄒甲
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明基于級聯二極管H橋可控整流器的新型靜止無功補償器，包括由若干個模塊單元級聯組成的多種單相和三相星接、角接或雙星接主功率電路，以及若干條與主功率電路相并聯的由電感和電容串聯構成的支路。其優點在于：本發明所提出的新型靜止無功補償器同時具有SVG動態響應速度快，諧波含量少，裝置功耗低，體積小，重量輕，以及SVC控制簡單，價格便宜的優點。該新型靜止無功補償器電路以能量單方向傳輸的可控整流器電路為基礎構成，與可控整流器并聯聯接的若干條由電感與電容串聯構成的支路，既可以提供超前的基波無功功率，又可以濾除低次諧波，通過控制可控整流器的輸入電流，就可以實現為系統提供連續可調的無功功率，并抑制或消除電網電流諧波。

技術領域

本發明涉及電力系統靜止無功補償器的新型構造方法，屬于電能質量控制技術中動態無功補償控制技術領域。

背景技術

隨著電力電子裝置的應用日益廣泛，以及電力系統非線性負載的大量接入，供電電能質量問題日顯突出，因此近年來，以電力電子變流器為核心的電能質量控制技術引起越來越多的關注。對于電力系統中應用的諧波抑制裝置和無功補償裝置的研究已經成為目前電氣工程領域最受重視的研究領域之一，這些電能質量控制裝置公認作用是，能夠提高供電系統和負載的功率因數，降低設備容量，減少功率損耗，穩定受電端及電網的電壓，提高供電質量。

根據連接方式不同，電力系統補償方式可以分為并聯補償、串聯補償和串并聯混合補償三種，其中并聯補償由于接入和切除方便，在電力系統中得到最為廣泛的應用。在并聯補償應用中目前最常用的能夠對電力系統中的無功功率進行連續動態補償的典型裝置是靜止無功補償器(SVC)和靜止無功發生器(SVG)兩種裝置。其中靜止無功補償器(SVC)通常是由晶閘管控制電抗器(TCR)加固定電容器(FC)構成(電容器通常與電感相串聯同時做低頻諧波濾波器用)，其優點是：可實現連續補償，可分相調節，運行可靠，控制簡單，價格便宜；其主要缺點是本身會產生大量諧波，使用中必須附加濾波裝置，另外電抗器體積龐大笨重。與靜止無功補償器(SVC)相比較，靜止無功發生器(SVG)由全控型現代電力電子器件構成，采用現代電力電子技術，在實現連續動態無功補償的同時，還可以對電網的諧波進行有效抑制，具有動態響應速度更快，電壓閃變抑制能力更強，諧波含量少，裝置功耗低，體積小，重量輕(不需要龐大笨重的電抗器)等一系列優點，其主要缺點是：價格昂貴，控制復雜。從上述可知，傳統常用的能夠對電力系統中的無功功率進行連續動態補償的兩種典型并聯補償裝置各有其不足之處。

本發明的目的是提供一種兼有上述兩種并聯補償裝置優點的新型靜止無功補償器電路。該新型靜止無功補償器電路由能量單方向傳輸的可控整流器電路構成，對于單相和三相的并聯補償器電路，可以采用一種合適的控制策略，控制可控整流器輸入電流以超前于或滯后于輸入電源電壓的相位運行，通過與電容器的配合，為系統提供連續可調的無功功率，同時對電網的諧波進行抑制。在該新型靜止無功補償器電路中，能量單方向傳輸的可控整流器與若干條電容與電感相串聯的支路并聯聯接，電容與電感相串聯的支路既可以提供超前的基波無功功率，又可以濾除低次諧波，通過控制能量單方向傳輸的可控整流器輸入電流相對于電網電壓的相位，就可以達到為系統提供連續可調的無功功率的目的。通過控制能量單方向傳輸的可控整流器產生與電網電流諧波相位相差180度的對應諧波電流，就可以達到抑制或消除電網電流諧波的目的。