[發(fā)明專利]用于靜止無功補償裝置的三電平逆變器及其逆變電路結構

在審

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• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108712098A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 黃權
• 申請（專利權）人: 寶雨控股有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/537
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛(wèi)東

本發(fā)明公開了一種用于靜止無功補償裝置的三電平逆變器及其逆變電路結構，其中電路結構包括電源電路和第一、第二逆變支路，第一逆變支路由第一、第二IGBT器件和第一箝位二極管組成，第二逆變支路由第三、第四IGBT器件和第二箝位二極管組成，第一、第二箝位二極管串聯(lián)，二者中間接地；第一箝位二極管的另一端連接在第一、第二IGBT器件中間，第二箝位二極管的另一端連接第三IGBT器件，第三IGBT器件的另一端與第二IGBT器件連接，第四IGBT器件的一端連接逆變電路的輸出端，另一端連接電源電路。本發(fā)明，能夠有效降低導通損耗和開關損耗，在開關頻率較高的SVG應用場合，轉換效率得以大大提升。

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種三電平逆變器及其逆變電路結構，適用于靜止無功補償裝置。

背景技術

靜止無功補償裝置(SVG)裝置是一種綜合治理電壓波動和閃變、諧波以及電壓不平衡的重要設備。SVG憑借著其優(yōu)越的性能特點，成為了靈活柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術和定制電力(CP)技術的重要組成部分，是現(xiàn)代無功功率補償裝置的發(fā)展方向，在電力系統(tǒng)中的應用將越來越廣泛。

靜止無功補償裝置(SVG)大多采用三電平逆變器拓撲電路結構，且多采用模塊化以實現(xiàn)更大功率。然而，由于模塊化之后，單元功率較小，所以其開關頻率也相對較高，多高于20kHz，以減小濾波器電感等無源器件尺寸。

目前，三電平逆變器的三電平逆變器拓撲電路結構通常有I型和T型兩種。

圖1所示為傳統(tǒng)的I型三電平拓撲電路結構，其由4個IGBT(S1，S2，S3，S4)和兩個箝位二極管D1，D2組成。它的局限性在于，當三電平輸出電壓為正母線電壓(S1，S2導通，S3，S4關斷)或負母線電壓時(S1，S2關斷，S3，S4導通)，電流都必須流經(jīng)兩個功率管或其并聯(lián)的二極管，所以，導通損耗較大。

圖2所示為傳統(tǒng)的T型三電平拓撲電路結構，其由4個IGBT(S1，S2，S1c，S2c)組成。其中，S1和S2c都必須承受整個母線電壓，然而由于在SVG中，直流母線一般為800V，所以，S1和S2c都需要選擇1200V IGBT，而不是I型中的4個600V IGBT。由于1200V器件的開關損耗要明顯高于600V器件，因此限制了T型三電平拓撲開關頻率的提高，限制了T型三電平在SVG中的應用。

綜上所述，現(xiàn)有的三電平拓撲電路結構在SVG中的應用時，存在導通損耗較大或者開關損耗大、開關頻率受限的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有的三電平拓撲電路結構在SVG中的應用時，存在導通損耗較大或者開關損耗大、開關頻率受限的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是提供了一種適用于靜止無功補償裝置的三電平逆變電路結構，包括電源電路和第一、第二逆變支路，所述第一逆變支路由第一IGBT器件、第二IGBT器件和第一箝位二極管組成，第一IGBT器件與第二IGBT器件串聯(lián)后，一端連接直流電源電路，所述第二逆變支路由第三IGBT器件、第四IGBT器件和第二箝位二極管組成，第一箝位二極管與第二箝位二極管串聯(lián)，二者中間接地；第一箝位二極管的另一端連接在第一IGBT器件與第二IGBT器件中間，第二箝位二極管的另一端連接第三IGBT器件，第三IGBT器件的另一端與第二IGBT器件連接，第四IGBT器件的一端連接逆變電路的輸出端，另一端連接電源電路。

在上述電路結構中，還包括第三二極管，連接逆變電路的輸出端與電源電路。

在上述電路結構中，所述電源電路包括直流電源、第一分壓電容和第二分壓電容，直流電源的正極連接第一分壓電容的正極端，負極連接第二分壓電容的負極端，第一分壓電容的負極端與第二分壓電容的正極端連接并接地。

在上述電路結構中，