[發明專利]用于低電壓治理的新型串聯電壓質量調節器

在審

• 申請號: 201810873308.5
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108879719A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 徐小明;宋力;招耀星;黃泳峰;程勇釗;陳建華;麥偉文;錢應杰;張文靜;張海金;李致瑩;鐘建偉
• 申請（專利權）人: 廣東和競智能科技有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 深圳叁眾知識產權代理事務所(普通合伙) 44434
• 代理人: 杜立光

本發明涉及一種用于低電壓治理的新型串聯電壓質量調節器，拓撲結構采用整流側雙boost穩壓拓撲，逆變側采用T字型三電平的新型直掛式拓撲，有效的解決了整流側的入網電流功率因數和畸變率校正的問題，同時穩壓直流母線提高串聯側補償深度，逆變側采用直接串聯進電網的拓撲方式，同時采用三電平逆變橋，在性能、體積、成本方面都得到了比較大的提升；旁路支路采用新型的拓撲結構，利用IGBT全控性的特性，可以隨時關斷開通旁路支路，與傳統的半控型晶閘管旁路開關相比，極大的縮短了旁路支路的切換時間，同時因為雙boost加T字型三電平拓撲的使用，在性能、可靠性、電磁兼容方面具有明顯的優勢。

技術領域

本發明涉及電力電子控制領域，特別是涉及一種用于低電壓治理的新型串聯電壓質量調節器。

背景技術

電能質量問題分為電壓質量問題、電流質量問題，近些年國內外對于電流質量問題研究的較多，設備廠家在APF、SVG等電流質量問題治理設備上投入的研發越來越多，產品的發展非常迅速。但是對于電壓質量問題，很多情況下APF、SVG等設備無能為力。

國外對于電壓質量問題的研究起步較早，生產、研發設備的廠家起步也比較早比如ABB、DSYC、以及韓國、日本的一些企業。電壓質量治理設備的方案也比較多，有帶變壓器的串聯方案(UPQC、AVC等)、有不帶變壓器的串聯方案、也有并聯的方案(只能處理短時間的電壓質量問題)。

這些設備各有優缺點，帶變壓器的串聯方案(UPQC、AVC等)因為變壓器的存在，體積、重量、成本存在比較大的問題，同時整流側一般采用常規的PWM整流器，但是很多時候這些設備只是用于低電壓或者電壓暫降的治理；有不帶變壓器的串聯方案，典型的就是dsyc廠家，其的整流側基本是不控整流或者晶閘管整流，隨著用戶等于設備入網電流功率因數與畸變率的重視程度越來越高，這些都是需要避免與處理的。

以上廠家的旁路基本都是采用雙向晶閘管，對于大功率的采用雙向晶閘管與交接并聯的方式，晶閘管只是作為一個過渡銜接，確保后級不短暫停電。但是因為晶閘管的半控特性，對于串聯補償的設備，最嚴苛情況下晶閘管由旁路切換到主路需要10ms的時間，如果存在短于10ms的電壓暫降，那么此種方案就無計可施，此為需要解決的的問題。

發明內容

本發明提供一種用于低電壓治理的新型串聯電壓質量調節器，對于短于1ms的暫降，也能快速的由旁路支路切換到主路進行補償，同時因為雙boost加T字型三電平拓撲的使用，在性能、可靠性、電磁兼容方面具有明顯的優勢。

其技術方案如下：一種用于低電壓治理的新型串聯電壓質量調節器，包括AC電壓源、阻性負載、整流側、逆變側以及旁路支路，所述整流側包括整流濾波電感L1，雙boost電路拓撲圖整流管D1、D2，開關管G1、G2，直流側儲能電容Cdc1、Cdc2；所述逆變側包括逆變濾波電感L2、逆變濾波電容C2，T字型三電平拓撲圖開關管G3、G4、G5、G6；所述旁路支路包括整流二極管D3、D4、D5、D6，開關管G7，開關管吸收電容C，其中，所述整流側與逆變側通過直流側儲能電容Cdc1、Cdc2進行連接，整流側的濾波電感L1、與母線電容的分別與電網的L、N相連，逆變側的濾波電容C2兩端串入電網中；所述旁路支路的IN1、IN2串入電網中連接。

在上述技術方案中，旁路支路開與關的狀態分別為：

旁路支路開：驅動信號加脈沖，打開開關管G7，常開；

旁路支路關：封鎖驅動信號，關閉開關管G7，常關。

在上述技術方案中，所述旁路支路開的狀態下，電網正半周時，電流通路為IN1——D3——G7——D6——IN2；電網負半周時，電流通路為IN2——D5——G7(反并聯二極管)——D4——IN1；利用全橋整流的雙向特性，實現電流的雙向流動，全控性IGBT器件G7實現快速的電路的通態和斷態的控制；所述旁路支路關的狀態下，全控性IGBT器件關閉，整流側斷開，全橋整流斷開，旁路支路斷開。