基于单相级联三电平无桥电路的新型静止无功补偿器制造技术

技术编号:40186141 阅读:14 留言:0更新日期:2024-01-26 23:50
本技术基于单相级联三电平无桥电路的新型静止无功补偿器,包括由若干个模块单元级联组成的单相主功率电路,以及若干条与主功率电路相并联的由电感和电容串联构成的支路。其优点在于:所提出的新型静止无功补偿器具有SVG动态响应速度快,谐波含量少,装置功耗低,体积小,重量轻,以及SVC控制简单,价格便宜的优点。该新型静止无功补偿器以能量单方向传输的三电平无桥电路为基础构成,与级联三电平无桥电路并联联接的若干条由电感与电容串联构成的支路,既可以提供超前的基波无功功率,又可以滤除低次谐波,通过控制单相级联三电平无桥电路的输入电流,就可以实现为系统提供连续可调的无功功率,并抑制或消除电网电流谐波。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统静止无功补偿器的新型构造方法,属于电能质量控制技术中动态无功补偿控制。


技术介绍

1、对于谐波抑制和无功补偿装置的研究已经成为目前电气工程领域最受重视的研究领域之一,这些电能质量控制装置的公认作用是,能够提高供电系统和负载的功率因数,降低设备容量,减少功率损耗,稳定受电端及电网电压,提高供电质量。

2、根据连接方式不同,电力系统补偿可以分为并联补偿、串联补偿和串并联混合补偿三种,其中并联补偿由于接入和切除方便,在电力系统中应用最为广泛。在并联补偿应用中目前最常用的能够对电力系统中的无功功率进行连续动态补偿的典型装置是静止无功补偿器和静止无功发生器。其中静止无功补偿器的优点是:可实现连续补偿,可分相调节,运行可靠,控制简单,价格便宜;其主要缺点是:本身会产生大量谐波,使用中必须附加滤波装置,另外电抗器体积庞大笨重。与静止无功补偿器相比,静止无功发生器由全控型电力电子器件构成,采用现代电力电子技术,在实现连续动态无功补偿的同时,还可以对电网的谐波进行有效抑制,具有动态响应速度更快,电压闪变抑制能力更强,谐波含量少,装置功耗低,体积小,重量轻等一系列优点,其主要缺点是:价格昂贵,控制复杂。从上述可知,传统常用的能够对电力系统中的无功功率进行连续动态补偿的两种典型并联补偿装置各有其不足之处。

3、本技术的目的是提供一种兼有上述两种并联补偿装置优点的新型静止无功补偿器电路。该新型静止无功补偿器电路由能量单方向传输的三电平无桥电路构成,对于单相的并联补偿器电路,可以采用一种合适的控制策略,控制可控整流器输入电流以超前于或滞后于输入电源电压的相位运行,通过与电容器的配合,为系统提供连续可调的无功功率,同时对电网的谐波进行抑制。在该新型静止无功补偿器电路中,能量单方向传输的三电平无桥电路与若干条电容与电感相串联的支路并联联接,电容与电感相串联的支路既可以提供超前的基波无功功率,又可以滤除低次谐波,通过控制能量单方向传输的三电平无桥电路输入电流相对于电网电压的相位,就可以达到为系统提供连续可调的无功功率的目的。通过控制能量单方向传输的三电平无桥电路产生与电网谐波电流大小相等而极性相反的谐波补偿电流,就可以达到抑制或消除电网电流谐波的目的。

4、对于三电平无桥电路,到目前为止,在工业中主要是作为单位功率因数整流器使用,当令其输入电流以超前于或滞后于输入电源电压的相位运行时,输入电流必然会产生过零点畸变,从而导致电流thd增大,在本技术所提出的单相并联补偿器中,在控制输入电流以超前于或滞后于输入电源电压的相位运行时,可以通过对输入电流参考值的合理注入控制以及合理的选择开关模式,使输入电流的过零点畸变得到有效抑制,还可以通过对输入电流分段表达式的分析,得出thd的变化规律,从而得出输入电流超前或滞后输入电源电压相位的可能变化范围,并最终得出最大无功补偿的范围。本技术所提出的新型静止无功补偿器既具有静止无功发生器动态响应速度快,谐波含量少,装置功耗低,体积小,重量轻等一系列优点,也具有传统静止无功补偿器控制简单,价格便宜的优点。


技术实现思路

1、为达到上述目的,本技术提供的基于单相级联三电平无桥电路的新型静止无功补偿器,包括主功率电路,所述主功率电路包括输入电感(l)和n个三电平无桥电路,其中n为正整数,三电平无桥电路采用组合桥(a),所述组合桥(a)包括由两个普通二极管(d1、d2)、两个钳位二极管(dp、dn)和四个开关器件(s1、s2、s3、s4)组成的桥路、两个输出直流电容(c0、c1)和负载(r),所述普通二极管(d1)与所述普通二极管(d2)位于同一个桥臂,所述普通二极管(d1)的阳极与所述普通二极管(d2)的阴极相连,所述普通二极管(d1)的阴极与所述开关器件(s1)的第一接线端(p)、输出直流电容(c0)的第一接线端(p)及负载(r)的第一接线端(p)相连,所述普通二极管(d2)的阳极与所述开关器件(s4)的第二接线端(n)、输出直流电容(c1)的第二接线端(n)及负载(r)的第二接线端(n)相连,所述普通二极管(d2)的阴极与所述组合桥(a)的第二个输入端(b)相连,所述开关器件(s1)的第二接线端(n)与所述开关器件(s2)的第一接线端(p)及钳位二极管(dp)的阴极相连,所述开关器件(s2)的第二接线端(n)与所述组合桥(a)的第一个输入端(a)及所述开关器件(s3)的第一接线端(p)相连,所述开关器件(s3)的第二接线端(n)与所述开关器件(s4)的第一接线端(p)及钳位二极管(dn)的阳极相连,所述钳位二极管(dp)的阳极与所述钳位二极管(dn)的阴极、输出直流电容(c0)的第二接线端(n)及输出直流电容(c1)的第一接线端(p)相连;所述主功率电路包括n个级联的所述组合桥(a),其中每一个所述组合桥(a)的第二个输入端(b)与下一个所述组合桥(a)的第一个输入端(a)依次相连,级联起来的所述组合桥(a)剩余的两个自由端,即第一个组合桥(a)的第一个输入端(a)与第n个组合桥(a)的第二个输入端(b),经所述输入电感(l)串联接入交流电网;所述主功率电路还包括由电感(lfk)电容(cfk)串联构成的k个滤波器支路,其中k为正整数,k个滤波器支路并联接入交流电网。

2、本技术基于单相级联三电平无桥电路的新型静止无功补偿器的优点和积极效果在于:提供一种新型的静止无功补偿器电路。该新型静止无功补偿器电路以能量单方向传输的三电平无桥电路为基础构成,在该新型静止无功补偿器电路中,能量单方向传输的三电平无桥整流器与若干条电容与电感相串联的支路并联联接,电容与电感相串联的支路既可以提供超前的基波无功功率,又可以滤除低次谐波,通过控制能量单方向传输的单相级联三电平无桥整流器输入电流的相位,就可以达到为系统提供连续可调的无功功率的目的。通过控制单相级联三电平无桥整流器产生与电网谐波电流大小相等而极性相反的谐波补偿电流,就可以达到抑制或消除电网电流谐波的目的。本技术所提出的基于单相级联三电平无桥电路的新型静止无功补偿器既具有静止无功发生器动态响应速度快,谐波含量少,装置功耗低,体积小,重量轻等一系列优点,也具有传统静止无功补偿器控制简单,价格便宜的优点。

3、下面将结合实施例参照附图进行详细说明。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于单相级联三电平无桥电路的新型静止无功补偿器,包括主功率电路,所述主功率电路包括输入电感(L)和N个三电平无桥电路,其中N为正整数,三电平无桥电路采用组合桥(A),所述组合桥(A)包括由两个普通二极管(D1、D2)、两个钳位二极管(Dp、Dn)和四个开关器件(S1、S2、S3、S4)组成的桥路、两个输出直流电容(C0、C1)和负载(R),所述普通二极管(D1)与所述普通二极管(D2)位于同一个桥臂,所述普通二极管(D1)的阳极与所述普通二极管(D2)的阴极相连,所述普通二极管(D1)的阴极与所述开关器件(S1)的第一接线端(p)、输出直流电容(C0)的第一接线端(p)及负载(R)的第一接线端(p)相连,所述普通二极管(D2)的阳极与所述开关器件(S4)的第二接线端(n)、输出直流电容(C1)的第二接线端(n)及负载(R)的第二接线端(n)相连,所述普通二极管(D2)的阴极与所述组合桥(A)的第二个输入端(b)相连,所述开关器件(S1)的第二接线端(n)与所述开关器件(S2)的第一接线端(p)及钳位二极管(Dp)的阴极相连,所述开关器件(S2)的第二接线端(n)与所述组合桥(A)的第一个输入端(a)及所述开关器件(S3)的第一接线端(p)相连,所述开关器件(S3)的第二接线端(n)与所述开关器件(S4)的第一接线端(p)及钳位二极管(Dn)的阳极相连,所述钳位二极管(Dp)的阳极与所述钳位二极管(Dn)的阴极、输出直流电容(C0)的第二接线端(n)及输出直流电容(C1)的第一接线端(p)相连;所述主功率电路包括N个级联的所述组合桥(A),其中每一个所述组合桥(A)的第二个输入端(b)与下一个所述组合桥(A)的第一个输入端(a)依次相连,级联起来的所述组合桥(A)剩余的两个自由端,即第一个组合桥(A)的第一个输入端(a)与第N个组合桥(A)的第二个输入端(b),经所述输入电感(L)串联接入交流电网,其特征在于:所述主功率电路还包括由电感(Lfk)电容(Cfk)串联构成的k个滤波器支路,其中k为正整数,k个滤波器支路并联接入交流电网。

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【技术特征摘要】

1.基于单相级联三电平无桥电路的新型静止无功补偿器,包括主功率电路,所述主功率电路包括输入电感(l)和n个三电平无桥电路,其中n为正整数,三电平无桥电路采用组合桥(a),所述组合桥(a)包括由两个普通二极管(d1、d2)、两个钳位二极管(dp、dn)和四个开关器件(s1、s2、s3、s4)组成的桥路、两个输出直流电容(c0、c1)和负载(r),所述普通二极管(d1)与所述普通二极管(d2)位于同一个桥臂,所述普通二极管(d1)的阳极与所述普通二极管(d2)的阴极相连,所述普通二极管(d1)的阴极与所述开关器件(s1)的第一接线端(p)、输出直流电容(c0)的第一接线端(p)及负载(r)的第一接线端(p)相连,所述普通二极管(d2)的阳极与所述开关器件(s4)的第二接线端(n)、输出直流电容(c1)的第二接线端(n)及负载(r)的第二接线端(n)相连,所述普通二极管(d2)的阴极与所述组合桥(a)的第二个输入端(b)相连,所述开关器件(s1)的第二接线端(n)与所述开关器...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔佳仪段耀宇续明进刘晓清孙睿陈博洋方俊稀马文
申请(专利权)人:北京印刷学院
类型:新型
国别省市:

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