[发明专利]一种Z源-APF的拓扑结构

说明书

本发明具体涉及一种Z源‑APF的拓扑结构，还包括Z源结构；Z源结构包括两个电感L1、L2与两个电容C1、C2；APF结构的直流电容的正端与电感L1的一端相连，电感L1的另一端连接到APF结构的三相逆变桥的上桥臂；APF结构的直流电容的负端与电感L2的一端相连，电感L2的另一端连接到APF结构的三相逆变桥的下桥臂；电容C1的一端连接电感L1的一端，电容C1的另一端连接在电感L2的另一端；电容C2的一端连接电感L1的另一端，电容C2的一端连接在电感L2的一端。本发明利用Z源结构嵌于APF的直流侧和三相逆变桥臂之间能够防止逆变器上下桥臂在直通状态时所引起的电流瞬增现象对IGBT进行保护。

技术领域

本发明属于电力电子在电力系统应用技术领域，具体涉及一种Z源-APF的拓扑结构。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电网上的非线性负荷逐渐增加，会向电网中注入大量的谐波，影响电力系统的电能质量。为了解决电网日益严重的谐波问题，可以采取无缘滤波和有源滤波等方式，但是无缘滤波只能滤除指定次和指定范围次，且容量固定无法调节，有源滤波器(APF)的引入即是利用逆变器检测电网中的电流谐波分量，再通过APF对其进行补偿，可以对各阶次的谐波进行全部补偿和单独补偿，但为了保护IGBT，常规的APF都会在调制时加入死区时间，从而避免同相上下桥臂同时导通，这样就会降低直流电压的利用率，同时逆变电流也会产生畸变。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对如上问题，本发明拟提出一种新型拓扑结构，能够有效保护IGBT在直通状态下不会被烧毁。

2.技术方案：

一种Z源-APF的拓扑结构，包括APF的本体拓扑结构；其特征在于：还包括Z源结构；所述Z源结构包括两个电感L1、L2与两个电容C1、C2；所述APF结构的直流电容的正端与电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端连接到APF结构的三相逆变桥的上桥臂；所述APF结构的直流电容的负端与电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端连接到APF结构的三相逆变桥的下桥臂；电容C1的一端连接电感L1的一端，电容C1的另一端连接在电感L2的另一端；电容C2的一端连接电感L1的另一端，电容C2的一端连接在电感L2的一端。

进一步地，所述的APF的本体拓扑结构包括直流侧电容，电压源型三相桥式逆变器，LCL型滤波电路。

进一步地，所述Z源结构嵌于所述直流侧电容与三相逆变桥臂之间。

3.有益效果：

(1)本发明采用新型拓扑结构，利用Z源结构嵌于常规APF的直流侧和三相逆变桥臂之间。能够有效防止逆变器的上下桥臂在直通状态时所引起的电流瞬增现象，从而能够对APF的IGBT进行保护。

(2)本发明能够有效的保护APF在直通状态下不会烧毁IGBT等期间，从而避免因为直通所带来的APF模块损毁问题，提高设备的使用寿命。

附图说明

图1是常规APF并联接入电力系统的示意图；

图2是常规APF运行时的A相电流示意图；

图3是常规APF运行时的B相电流示意图；

图4是常规APF运行时的C相电流示意图；

图5是本发明提出的新型Z源-APF拓扑结构示意图；

图6是本发明提出的新型Z源-APF的两种运行态示意图；

图7是本发明提出的Z源-APF的直通态等效示意图；

图8是本发明提出的Z原-APF的等效仿真模型示意图；

图9是常规APF直通状态下的IGBT电流波形图；