[发明专利]双向PWM斩波式动态无功补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统动态补偿无功功率的设备，具体涉及一种双向PWM斩波式动态无功补偿装置。

背景技术

动态补偿感性无功对于改善供电系统的电能质量、降低线损、降低变压器铜损和提高电网的经济可靠运行至关重要，目前广泛应用的三种动态无功补偿装置，晶闸管投切电容器（TSC），晶闸管调节电抗器（TCR）以及无功发生器（STATCOM）都不同程度的存在着成本高、体积大和自生谐波等问题。对此，陈乐柱、王伟、查凡、葛宜俊发明的《斩波式无功动态补偿装置》专利（授权公告号：CN 202034781 U，同样的发明创造同日申请发明专利）一定程度上降低了动态无功补偿装置的成本、体积和自生谐波，但是由于《斩波式无功动态补偿装置》中采用双向PWM斩波开关、滤波器和隔离变压器构造的交流调压器，造成三个缺陷：（1）为释放隔离变压器电感在斩波开关截止时的能量而增加的续流斩波开关（VMOS或IGBT），增加了成本及占地空间；（2）因斩波隔离变压器而自生的谐波，须使用滤波器滤除，由此增加了成本及占地空间；（3）因隔功率开关与补偿电容器的电连接而专设隔离变压器，不仅增加了成本，而且不能隔离高电压。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是，解决动态无功补偿装置成本高、体积大和自生谐波等技术难题，提供高性价比的动态无功补偿装置。

技术方案：本发明一种双向PWM斩波式动态无功补偿装置，提出属于一个总发明构思的二项相互关联的技术方案，用于低压电网动态无功补偿时，即可以采用方案一，亦可采用方案二；用于高压电网动态无功补偿时，采用方案二。第一项一种双向PWM斩波式动态无功补偿装置方案通过调节连接在电网上的三个双向PWM斩波电容（4A、4B、4C）中功率开关的占空比，实现从零至最大范围内连续调节容性无功、自平滑斩波电压自滤除谐波和兼有滤除电网谐波等三个目的。第二项一种双向PWM斩波式动态无功补偿装置增设隔离变压器方案通过调节连接在三个隔离变压器（3A、3B、3C）二次侧的三个双向PWM斩波电容（4A、4B、4C）中功率开关的占空比，实现从零至最大范围内的连续调节隔离变压器一次侧的容性无功、自平滑斩波电压自滤除谐波、隔离高电压和兼有滤除电网谐波等四个目的。

第一项一种双向PWM斩波式动态无功补偿装置方案，其特征是三相四线电源1的每相输出端分别与感性无功负荷2的输入端对应相连接，三个双向PWM斩波电容（4A、4B、4C）的每相一端分别与对应的三相四线制电源1的A相、B相、C相连接，三个双向PWM斩波电容（4A、4B、4C）的每相另一端都与N线相连接。

第二项一种双向PWM斩波式动态无功补偿装置增设隔离变压器方案，其特征是三相四线电源1的每相输出端分别与感性无功负荷2的输入端对应相连接，三个双向PWM斩波电容（4A、4B、4C）的每相一端分别与对应的三个隔离变压器（3A、3B、3C）二次侧的每相一端相连接，三个双向PWM斩波电容（4A、4B、4C）的每相另一端分别与对应的三个隔离变压器（3A、3B、3C）二次侧的每相另一端相连接，所述三个隔离变压器（3A、3B、3C）一次侧的每相一端分别与对应的三相四线制电源1的A相、B相、C相连接，三个隔离变压器（3A、3B、3C）一次侧的每相另一端都与N线相连接。

本发明一种双向PWM斩波式动态无功补偿装置和一种双向PWM斩波式动态无功补偿装置增设隔离变压器中使用的三个双向PWM斩波电容（4A、4B、4C）的结构完全相同，有两种技术方案。