[发明专利]基于电力电子变压器的自动电压调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电力电子变压器的自动电压调节装置，属于电力电子在 电力系统中的应用技术领域。

背景技术

在配电网中，供电线路经常会出现各种电压扰动，如电压跌落，上升，闪变， 过电压，欠电压等。对于对电压敏感的负荷，如电脑，通讯设备等，经常会造成 巨大损失，如珍贵数据的丢失，通讯的中断等。传统的伺服式电压稳压器可以解 决供电线路电压扰动的问题，但是传统的伺服式电压稳压器用一个可调自耦变压 器和隔离变压器去对系统注入一个补偿电压，这种结构不但动态响应比较慢，而 且大的工频变压器也是其主要缺点，工频变压器不仅体积大，成本高，而且变换 效率低。

上世纪70年代电力电子变压器(PET-Power electronic transformer)的概念 被提出，PET是利用电力电子换流技术实现电压变换和能量传递的。其突出特点 是通过电压型变换器(VSC)对其原副边交流侧电压、电流的幅值和相位进行连 续可控调节。基于电力电子变压器的自动电压调节器，采用高频变压器实现传统 的自耦变压器和隔离变压器的功能，大大减小了装置的体积，提高了整体的变换 效率。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种基于电力电子变压器的自动电压调节器 的拓扑结构，不仅实现电压变换、能量传递，还能对输电线的电压进行自动调节， 相比传统的稳压器而言大大减小了装置的体积，降低了损耗，提高了整体的变换 效率。

技术方案：本发明公开了一种基于电力电子变压器的自动电压调节器，该调 节器采用三相结构，单相为三级构成，即输入级、隔离级、输出级；输入级由第 一功率变换器构成；隔离级为高频变压器；输出级由第二功率变换器构成；其中， 第一功率变换器的输出端接高频变压器的原边，高频变压器的副边连接第二功率 变换器的输入端，第二功率变换器的输出端连接滤波器的输入端，滤波器的输出 端接三相供电网络。

所述输入级中第一功率变换器的输入端星型连接，第一功率变换器并联在单 相线路上，第一功率变换器采用桥式拓扑结构由第一功率开关单元、第二功率开 关单元、第三功率开关单元、第四功率开关单元组成，第一功率开关单元、第二 功率开关单元互补导通后接高频变压器原边正端，第三功率开关单元、第四功率 开关单元互补导通后接高频变压器原边负端，所述每个功率开关单元由两个IGBT 和一个反并联二极管并联组成。

所述输出级中第二功率变换器串联在单相线路上，第二功率变换器采用桥式 拓扑结构由第五功率开关单元、第六功率开关单元、第七功率开关单元、第八功 率开关单元组成；第五功率开关单元、第七功率开关单元的正端接高频变压器副 边正端，第六功率开关单元、第八功率开关单元的负端接高频变压器副边负端， 第五功率开关单元、第六功率开关单元互补导通后接第一输出滤波电感负端；第 七功率开关单元、第八功率开关单元互补导通后接第二输出滤波电感负端，所述 每个功率开关单元由两个IGBT和一个反并联二极管并联组成；

所述滤波器由输出滤波电容、第一输出滤波电感、第二输出滤波电感组成， 输出滤波电容并接在第一输出滤波电感、第二输出滤波电感的同名端，第一输出 滤波电感、第二输出滤波电感的同名端接单相线路上。