[发明专利]一种基于有源箝位变流器的七电平动态电压恢复装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种基于有源箝位变流器的七电平动态电压恢复装置，属于10kV电力设备技术领域。

背景技术

为满足我国产业结构升级对10kV配网电压质量的要求，保证高新科技设备数控机床等敏感负荷安全高效地运行，改善10Kv配网电压质量已成为供电部门工作的重点。动态电压恢复装置(Dynamic Voltage Restorer,DVR)作为一种串联型电能质量补偿装置，以其运行效率高、动态性能好以及实时补偿能力强等特点，是目前保障电压质量的有效手段之一。

动态电压恢复装置为了提高补偿范围，改善输出电压波形，一般都会采用多电平结构。传统的级联多电平结构由于各模块直流侧电容独立，容易与整流单元配合，被广泛应用于多电平动态电压恢复装置中。但是级联型多电平结构，输出电压每提高两个电平，就必须多配一个整流单元，整流单元可以是二极管不控整流或IGBT全控型整流，经济效益低，控制系统复杂。

研究有源箝位变流器作为动态电压恢复装置的逆变单元，在提高逆变器输出电平数为7的同时，每相只需一个整流单元，减少了整流单元个数，简化了整流单元的设计与控制，提高了动态电压恢复装置的经济效益。

发明内容

技术问题：本发明提供一种基于有源箝位变流器的七电平动态电压恢复装置，其目的是解决当前级联型多电平动态电压恢复装置，输出电压每提高两个电平数，就必须多配一个整流单元，经济效益低、控制系统复杂、动态响应不高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于有源箝位变流器的七电平动态电压恢复装置，包括整流单元，所述整流单元4与10kV电网之间通过10kV/380V变压器1、软起单元2和第一滤波器3相连，整得的直流电压给储能逆变单元5的直流电容充电；所述直流电容为三电容串联结构，为储能逆变单元5的七电平有源中点钳位变流器提供能量；所述七电平有源中点钳位变流器通过对直流电压的逆变产生补偿电压，补偿电压经过第二滤波器6滤波，滤波后的补偿电压通过耦合变压器耦合到三相10kV电网，耦合变压器与旁路断路器并联；所述整流单元4和七电平有源中点钳位变流器均连接有检测控制单元9输出的用于调整输出电压的调制信号。

所述整流单元4为IGBT10组成的三相全桥整流单元；所述整流单元4与三相电网之间通过10kV/380V变压器1、软起单元2和滤波器3连接；所述软起单元2为电阻串联继电器之后再与继电器并联而成；所述第一滤波器3为单电感滤波器。

所述储能逆变单元5的直流电容为三个电容器组串联结构，串联电容器组整体与所述整流单元4并联。

所述七电平有源中点钳位变流器由8个IGBT组成，两个半桥PEBB(电力电子积木块)分别对称地嵌入H桥三电平变流器H桥的正负极母线上。

所述七电平有源中点钳位变流器与三相电网之间依次串联有第二滤波器6和耦合变压器；所述第二滤波器6为LCL滤波器；所述耦合变压器7为单相变压器；所述旁路断路器8为10kV断路器。

所述整流单元4采用SPWM调制方法；所述七电平有源中点钳位变流器采用SVPWM调制方法。

有益效果

经济效益高：本发明提供的基于有源箝位变流器的七电平动态电压恢复装置，逆变侧采用有源箝位变流器，在输出电平数提高到7时，每相只需一个整流单元，比传统的基于级联型七电平的动态电压恢复装置，每相减少了两个整流单元，经济效益高。

动态性能好：由于本发明提供的基于有源箝位变流器的七电平动态电压恢复装置每相只需一个整流单元，整流控制算法大为简便，直流侧电压响应速度与稳定性更好。动态电压恢复装置逆变侧发出的补偿电压受直流电压的影响，直流侧电压越稳定，逆变侧发出的补偿电压波形也就越稳定。

附图说明

图1是本发明基于有源箝位变流器的七电平动态电压恢复装置结构示意图。

图2为本发明中储能逆变单元结构示意图。

图3为本发明中有源箝位变流器工作状态示意图。

图中：1-10kV/380V变压器；2-软起单元；3—第一滤波器；4--整流单元；5--储能逆变单元；6—第二滤波器2；7--耦合变压器，8--旁路断路器；9--检测控制单元；10--IGBT。

具体实施方案

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：