專利名稱：一種差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣化鐵路供電、電力電子技術(shù)及電能質(zhì)量治理領(lǐng)域，具體講涉及一種差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置。
背景技術(shù)：
電氣化鐵路負(fù)荷具有非線性、不對(duì)稱性和波動(dòng)性的特點(diǎn)。一方面，由于電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)都采用單相供電方式，電力機(jī)車為單相負(fù)荷，無(wú)論牽引變壓器采取何種接線方式，都將向系統(tǒng)注入較大的負(fù)序電流；另一方面，由于電力機(jī)車采用電力電子變流器，因此會(huì)產(chǎn)生大量的諧波注入系統(tǒng)。此外，由于牽引變電所的負(fù)荷隨供電臂內(nèi)列車的數(shù)量和每一列車的運(yùn)行狀態(tài)隨時(shí)波動(dòng)，因此電氣化鐵路負(fù)荷還具有波動(dòng)性。隨著客運(yùn)高速和貨運(yùn)重載鐵路的發(fā)展，上述問(wèn)題還會(huì)出現(xiàn)不同程度的新變化。例如，高次諧波和負(fù)序問(wèn)題可能會(huì)因高速鐵路和貨運(yùn)重載的牽引功率增大而變得更為突出。針對(duì)上述電氣化鐵路的電能質(zhì)量問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)采取了各種補(bǔ)償措施。其中， 比較普遍的方法是在牽引站裝設(shè)固定電容(Fixed Capacitor, FC)補(bǔ)償設(shè)備。這類設(shè)備的共同特點(diǎn)是在無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)對(duì)諧波電流進(jìn)行治理。但是由于這類裝置屬于固定補(bǔ)償方式，不能靈活調(diào)節(jié)，因此補(bǔ)償裝置在空載或輕載時(shí)將形成無(wú)功倒送，造成母線電壓升高，對(duì)機(jī)車工作不利，而在重載時(shí)無(wú)功補(bǔ)償又不足，無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。隨著電力電子技術(shù)和柔性輸配電技術(shù)的發(fā)展，靜止無(wú)功補(bǔ)償器(Static Var Compensator, SVC)和靜止同步補(bǔ)償器(Static Synchronous Compensator, STATC0M)開(kāi)始應(yīng)用于電氣化鐵路的電能質(zhì)量治理。 目前用于電氣化鐵路補(bǔ)償?shù)腟VC通常采用單相晶閘管控制電抗器(Thyristor Controlled Reactor,TCR)加FC安裝于牽引側(cè)的方式。這種方式能夠以足夠的速度跟隨牽引負(fù)荷頻繁的變化，主要補(bǔ)償?shù)痛沃C波和無(wú)功功率，對(duì)負(fù)序也有一定的抑制作用。但是這種方式的缺點(diǎn)是TCR本身也產(chǎn)生諧波，不但影響了電網(wǎng)和負(fù)載，也影響其補(bǔ)償性能，導(dǎo)致系統(tǒng)濾波要求增大，當(dāng)完全補(bǔ)償負(fù)序時(shí)，所需補(bǔ)償裝置的容量很大。針對(duì)電氣化鐵路的單相、非線性和波動(dòng)特性，日本提出了基于自關(guān)斷器件的大容量鐵路功率調(diào)節(jié)器(Railway Static Power Conditioner, RPC)，利用背靠背的兩個(gè)大容量變流器對(duì)有功、無(wú)功及諧波進(jìn)行控制，使兩供電臂的負(fù)荷時(shí)刻處于平衡狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)序和諧波的綜合補(bǔ)償，是一種綜合性能較好的補(bǔ)償方式。由于電鐵為高壓大容量負(fù)荷，因此對(duì)RPC裝置也具有大容量的需求，一般為幾MVA 到十幾MVA之間。為了滿足RPC裝置大容量、輸出波形質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，需要對(duì)RPC的變流器選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，一方面，可采用電力電子器件串、并聯(lián)的方式， 另一方面也可采用級(jí)聯(lián)、多電平變流技術(shù)和基于變壓器的多重化技術(shù)等。日本的新——沼宮內(nèi)牽引站采用的是基于IGCT構(gòu)成的三電平H橋結(jié)構(gòu)，交流側(cè)采用了變壓器串聯(lián)的兩重化技術(shù)降低輸出電壓諧波。新——八戶牽引站采用的是基于IGBT構(gòu)成的兩電平H橋結(jié)構(gòu)，交流側(cè)采用變壓器串聯(lián)的四重化方式進(jìn)行消諧。上述采用級(jí)聯(lián)、多電平和多重化的技術(shù)雖然能夠提高裝置的容量，但是并不能很好的解決裝置多種補(bǔ)償目標(biāo)之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題。為了滿足裝置補(bǔ)償諧波等頻率相對(duì)較高的電能質(zhì)量問(wèn)題，通常需要提高所有功率器件的開(kāi)關(guān)頻率，這將極大的增加設(shè)備的開(kāi)關(guān)損耗和成本，加重冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。事實(shí)上，較低的開(kāi)關(guān)頻率即可滿足裝置除諧波補(bǔ)償功能以外的其他補(bǔ)償需求，因此提高裝置所有功率器件的開(kāi)關(guān)頻率是非常不經(jīng)濟(jì)的方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)基波無(wú)功、負(fù)序和諧波均采用同一變流器進(jìn)行補(bǔ)償并不能很好的解決裝置多種補(bǔ)償目標(biāo)之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題，裝置補(bǔ)償諧波需要提高所有功率器件的開(kāi)關(guān)頻率，會(huì)極大的增加設(shè)備的開(kāi)關(guān)損耗和成本，加重冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)等問(wèn)題。本發(fā)明提出了一種差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，該裝置可解決電鐵牽引站存在的負(fù)序、無(wú)功、諧波等問(wèn)題，并且能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，該裝置能夠應(yīng)用于包括單相和三相V/v接線Jn/dll接線、平衡接線等牽引變壓器。相對(duì)于已有的方案，本發(fā)明在裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上做出了改進(jìn)， 基于差異化補(bǔ)償?shù)乃枷耄捎玫皖l模塊對(duì)基波無(wú)功和負(fù)序、低次諧波進(jìn)行補(bǔ)償，高頻模塊對(duì)高頻諧波分量補(bǔ)償，低頻模塊的開(kāi)關(guān)頻率低，損耗小，可以選用電壓等級(jí)和容量更大的開(kāi)關(guān)器件，能提高單個(gè)低頻模塊的容量，相同補(bǔ)償容量下可以減少低頻模塊數(shù)量，進(jìn)而減少連接變壓器的二次側(cè)繞組數(shù)量，降低了工程實(shí)現(xiàn)難度和變壓器的造價(jià)；由于高頻模塊的容量相對(duì)低頻模塊很小，可以采用高開(kāi)關(guān)頻率的開(kāi)關(guān)器件，提高裝置諧波補(bǔ)償?shù)哪芰途龋瑫r(shí)具有減少裝置開(kāi)關(guān)損耗、降低裝置成本、便于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，其改進(jìn)之處在于，所述裝置包括單相多繞組變壓器、低頻模塊和高頻模塊；所述單相多繞組變壓器的副邊繞組包括并聯(lián)的低頻模塊和高頻模塊；所述裝置分別通過(guò)單相多繞組變壓器的χ、y和ζ以及w端子分別接入于牽引變壓器二次側(cè)的兩相繞組。本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述低頻模塊包括并聯(lián)的電壓源變流器； 所述電壓源變流器包括單相二電平H橋和直流電容Cbdcd ；所述直流電容Cbdcd兩側(cè)的單相二電平H橋相連形成“背靠背”形式。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選的技術(shù)方案是所述高頻模塊采用單相二電平H橋鏈?zhǔn)郊?jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述單相二電平H橋包括直流電容Cddli和兩個(gè)與所述直流電容Cd。hi并聯(lián)的橋臂； 所述橋臂由上下兩個(gè)絕緣門極雙極型晶體管和與所述絕緣門極雙極型晶體管反并聯(lián)的二極管組成。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選的技術(shù)方案是所述單相二電平H橋包括兩個(gè)橋臂；所述橋臂由上下兩個(gè)絕緣門極雙極型晶體管和與所述絕緣門極雙極型晶體管反并聯(lián)的二極管組成。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選的技術(shù)方案是所述鏈?zhǔn)郊?jí)聯(lián)的H橋數(shù)量根據(jù)所需補(bǔ)償?shù)闹C波容量和諧波次數(shù)決定。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選的技術(shù)方案是所述直流電容Cbdcd和Cddli的設(shè)計(jì)值應(yīng)保證直流側(cè)電容電壓波動(dòng)不超過(guò)所述電容電壓額定值的-5% +5%。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選的技術(shù)方案是對(duì)所述并聯(lián)的電壓源變流器和單相二電平 H橋鏈?zhǔn)郊?jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)采用載波移相的脈沖分配控制技術(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是1、本發(fā)明采用低頻模塊實(shí)現(xiàn)裝置負(fù)序補(bǔ)償和無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ?，低頻模塊為多個(gè)電壓源變流器并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，相互并聯(lián)的電壓源變流器采用載波移相的脈沖分配控制技術(shù)， 可以有效的抑制變流器自身產(chǎn)生的諧波量，使多繞組變壓器的原邊獲得良好的諧波抑制特性；其中，每個(gè)電壓源變流器均采用單相二電平H橋結(jié)構(gòu)，兩側(cè)的變流器直流側(cè)相連形成 “背靠背”形式；并且只需選取具有較低開(kāi)關(guān)頻率的自關(guān)斷器件就可滿足低頻模塊的輸出需求，每個(gè)低頻模塊完全相同，有利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；2、本發(fā)明采用高頻模塊實(shí)現(xiàn)裝置的高頻分量補(bǔ)償功能，高頻模塊采用單相二電平 H橋級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，級(jí)聯(lián)的H橋數(shù)量根據(jù)所需補(bǔ)償?shù)闹C波容量和諧波次數(shù)等因素決定，同樣采用載波移相控制技術(shù)抵消變流器自身的高次諧波，該結(jié)構(gòu)能夠在相同的容量等級(jí)下用較低開(kāi)關(guān)頻率獲得較高的等效開(kāi)關(guān)頻率，具有良好的波形輸出特性和諧波電流補(bǔ)償能力；與低頻模塊不同，高頻模塊的每個(gè)H橋均有獨(dú)立的直流電容對(duì)其提供電壓支撐，并不采取“背靠背”方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)兩供電臂高頻分量的分別補(bǔ)償；3、本發(fā)明用低頻模塊補(bǔ)償負(fù)序和無(wú)功問(wèn)題，用高頻模塊補(bǔ)償諧波問(wèn)題，可有效的減小選擇大容量高開(kāi)關(guān)頻率器件的困難，減小開(kāi)關(guān)頻率，降低裝置損耗；同時(shí)，也可減小較大的低頻分量與較小的高頻分量同時(shí)輸出時(shí)裝置難以提高高頻分量補(bǔ)償精度的困難；4、本發(fā)明對(duì)基波電流和諧波電流分別補(bǔ)償?shù)姆绞?，避免了大容量功率器件高開(kāi)關(guān)頻率的要求；對(duì)低頻模塊和高頻模塊解耦控制的方法，也可避免基波和諧波疊加時(shí)諧波補(bǔ)償精度難以保證的問(wèn)題，可有效的提高裝置的補(bǔ)償性能，降低裝置規(guī)模和造價(jià)。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的基于差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置主電路結(jié)構(gòu)示意圖，其中1 單相多繞組變壓器；2 低頻模塊；3 高頻模塊；圖2是本發(fā)明的第m個(gè)單個(gè)“背靠背”低頻模塊的電壓源變流器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的高頻模塊Vli或Vhii鏈?zhǔn)郊?jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置主電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該裝置包括兩個(gè)單相多繞組變壓器1，每個(gè)單相多繞組變壓器1的副邊繞組包括并聯(lián)的低頻模塊2和高頻模塊3 ；該裝置分別通過(guò)單相多繞組變壓器1的X、y和Z以及W端子分別接于牽引變壓器二次側(cè)的兩相繞組。本發(fā)明采用單相多繞組變壓器1實(shí)現(xiàn)多個(gè)電壓源變流器的并聯(lián)和電氣隔離功能。 對(duì)于低頻模塊2，變壓器副邊各繞組與原邊繞組之間的互阻抗基本相等；對(duì)于高頻模塊3， 為了保證其良好的高頻分量輸出效果，需采取措施降低變壓器繞組的漏抗，例如采用特殊材料、增大導(dǎo)線截面等措施。本發(fā)明采用低頻模塊實(shí)現(xiàn)裝置負(fù)序補(bǔ)償和無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ?。本發(fā)明的第m個(gè)單個(gè) “背靠背”低頻模塊的電壓源變流器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，低頻模塊2為m個(gè)電壓源變流器4并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，相互并聯(lián)的電壓源變流器4采用載波移相的脈沖分配控制技術(shù)，可以有效的抑制變流器自身產(chǎn)生的諧波量，使多繞組變壓器的原邊獲得良好的諧波抑制特性；其中，每個(gè)電壓源變流器4均采用單相二電平H橋結(jié)構(gòu)，每個(gè)電壓源變流器4包括單相二電平 H橋和直流電容Cbdcd ；直流電容Cbdcd兩側(cè)的H橋變流器直流側(cè)相連形成“背靠背”形式，并且只需選取具有較低開(kāi)關(guān)頻率的自關(guān)斷器件就可滿足低頻模塊2的輸出需求，其中，單相二電平H橋包括兩個(gè)橋臂；每個(gè)橋臂由上下兩個(gè)絕緣門極雙極型晶體管IGBT和與每個(gè)絕緣門極雙極型晶體管IGBT反并聯(lián)的二極管組成；每個(gè)低頻模塊2的結(jié)構(gòu)完全相同，有利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。本發(fā)明采用高頻模塊實(shí)現(xiàn)裝置的高頻分量補(bǔ)償功能。本發(fā)明的高頻模塊Vli或Vm 級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，高頻模塊采用單相二電平H橋鏈?zhǔn)郊?jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)；單相二電平H橋包括直流電容Cd。hi和兩個(gè)與直流電容Cd。hi并聯(lián)的橋臂；每個(gè)橋臂由上下兩個(gè)絕緣門極雙極型晶體管和與每個(gè)絕緣門極雙極型晶體管反并聯(lián)的二極管組成；級(jí)聯(lián)的H橋數(shù)量根據(jù)所需補(bǔ)償?shù)闹C波容量和諧波次數(shù)等因素決定，其中Cd。hi起到支撐直流電壓的作用。高頻模塊3 同樣采用載波移相脈沖分配控制技術(shù)抵消H橋變流器自身的高次諧波。該結(jié)構(gòu)能夠在相同的容量等級(jí)下用較低開(kāi)關(guān)頻率獲得較高的等效開(kāi)關(guān)頻率，具有良好的波形輸出特性和諧波電流補(bǔ)償能力。與低頻模塊不同，高頻模塊的每個(gè)H橋均有獨(dú)立的直流電容對(duì)其提供電壓支撐，并不采取“背靠背”方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)兩供電臂高頻分量的分別補(bǔ)償。低頻模塊和高頻模塊的個(gè)數(shù)需根據(jù)補(bǔ)償容量、所選功率器件電壓電流定額、工程造價(jià)等因素等綜合考慮后確定。本發(fā)明的一個(gè)20MVA差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下首先，根據(jù)本發(fā)明裝置的諧波補(bǔ)償容量及次數(shù)確定高頻模塊的相關(guān)參數(shù)。根據(jù)新——沼宮內(nèi)牽引站和新——八戶牽引站RPC補(bǔ)償容量配置工程經(jīng)驗(yàn)，裝置的諧波補(bǔ)償容量占總?cè)萘康?0%，因此可確定裝置的高頻模塊容量為4MVA，單側(cè)容量為2MVA。普通電氣化鐵路的諧波次數(shù)主要在19次以下、高速鐵路諧波次數(shù)可達(dá)到幾kHz。從工程實(shí)用化和諧波國(guó)標(biāo)限制角度考慮，可將25次以下諧波作為高頻模塊的補(bǔ)償目標(biāo)，而更高次的諧波可考慮用無(wú)源高通濾波器濾除。對(duì)于25次及以下諧波，為了獲得較好的跟蹤補(bǔ)償效果，高頻模塊功率器件的開(kāi)關(guān)頻率為fkh彡10X25X50 = 12.5kHz?？梢?jiàn)，高頻模塊對(duì)器件的開(kāi)關(guān)頻率要求很高。如果采用高頻IGBT器件FZ800R12KE3(1200V/800A)，采用兩個(gè)IGBT器件并聯(lián)的方式提高通流能力，兩只IGBT器件并聯(lián)時(shí)通過(guò)電流為800A，為了保證 IGBT器件不過(guò)流，則級(jí)聯(lián)后所需電壓源變流器的輸出電壓至少為2MVA/800A = 2. 5kV。當(dāng)直流側(cè)電壓取750V，考慮直流側(cè)電壓的-5% +5%的波動(dòng)，額定情況下時(shí)調(diào)制比取0. 85， 則單個(gè)二電平H橋變流器交流側(cè)輸出額定電壓為750x0.95x0.85/V^428V，則級(jí)聯(lián)數(shù)量 SN= 2MVA/0. 8kA/0. 428kV 5. 84，考慮冗余情況則可確定高頻模塊中單相二電平H橋級(jí)聯(lián)個(gè)數(shù)為7個(gè)。7個(gè)級(jí)聯(lián)時(shí)調(diào)制比取0. 8，則輸出電壓為750x0.95x0.8x7/Wa2.82kV ； 考慮一個(gè)高頻模塊退出運(yùn)行，6個(gè)高頻模塊運(yùn)行時(shí)，調(diào)制比取最大值0. 95，則輸出電壓為 750x055x0.95x6/V^ 2.87kV，兩種運(yùn)行方式下均可滿足輸出電壓大于2. 5kV的要求，能夠保證IGBT器件不過(guò)流。綜上計(jì)算，可以確定高頻模塊變壓器繞組變比為27.5kV 2.82kV。然后，根據(jù)本發(fā)明裝置的基波補(bǔ)償容量確定低頻模塊的相關(guān)參數(shù)。由于裝置的基波補(bǔ)償容量占總?cè)萘康?0%，因此可確定裝置的低頻模塊容量為16MVA，單側(cè)8MVA。由于基波電流頻率為4 = 50Hz，為了很好的跟蹤補(bǔ)償基波分量，減小輸出諧波含量，低頻模塊中的電壓源變流器的功率器件開(kāi)關(guān)頻率為fkb ^ IOXf1 = 500Hz。因此，低頻模塊對(duì)功率器件的開(kāi)關(guān)頻率要求較低，可采用目前應(yīng)用較多的IGBT器件FZ1500R33HE3(3300V/1500A)， 直流側(cè)電壓取1. 65kV，同時(shí)考慮直流側(cè)電壓-5% +5%的波動(dòng)，調(diào)制比取0. 85，則單個(gè)H 橋的交流側(cè)電壓為1.65 χ 0.95 χ0.85/λ/2 0.94kV，采用兩個(gè)IGBT器件并聯(lián)的方式提高通流能力，則單個(gè)H橋變流器容量為0. 94kVX 1. 5kA = 1. 41MVA，則可確定低頻模塊數(shù)量和變壓器二次側(cè)繞組的數(shù)量均為6個(gè)。低頻模塊每個(gè)繞組變比為27. 5kV 0.94kV。由此可見(jiàn)，對(duì)基波電流和諧波電流分別補(bǔ)償?shù)姆绞剑苊饬舜笕萘抗β势骷蘒GBT 高開(kāi)關(guān)頻率的要求。對(duì)低頻模塊和諧波模塊解耦控制的方法，也可避免基波和諧波疊加時(shí)諧波補(bǔ)償精度難以保證的問(wèn)題，可有效的提高本發(fā)明裝置的補(bǔ)償性能，降低裝置規(guī)模和造價(jià)。實(shí)際上，由于低次諧波電流值較大，因此也可采取低頻模塊補(bǔ)償?shù)痛沃C波、高頻模塊僅用于補(bǔ)償高次諧波的方式對(duì)裝置進(jìn)行優(yōu)化，以進(jìn)一步減小高頻模塊器件的耐壓要求和
級(jí)聯(lián)數(shù)量。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案而非對(duì)其保護(hù)范圍的限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請(qǐng)后依然可對(duì)申請(qǐng)的具體實(shí)施方式
進(jìn)行種種變更、修改或者等同替換，這些變更、修改或者等同替換，其均在其申請(qǐng)待批的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述裝置包括單相多繞組變壓器(1)、低頻模塊( 和高頻模塊(3)；所述單相多繞組變壓器(1)的副邊繞組包括并聯(lián)的低頻模塊⑵和高頻模塊⑶；所述裝置分別通過(guò)單相多繞組變壓器⑴的X、 y禾口 ζ以及w端子分別接入于牽引變壓器二次側(cè)的兩相繞組。
2.如權(quán)利要求1所述的差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述低頻模塊( 包括并聯(lián)的電壓源變流器(4)；所述電壓源變流器(4)包括單相二電平H橋和直流電容Cbdcd ；所述直流電容Cbdcd兩側(cè)的單相二電平H橋相連形成“背靠背”形式。
3.如權(quán)利要1所述的差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述高頻模塊⑶采用單相二電平H橋鏈?zhǔn)郊?jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述單相二電平H橋包括直流電容Cddli 和兩個(gè)與所述直流電容Cd。hi并聯(lián)的橋臂；所述橋臂由上下兩個(gè)絕緣門極雙極型晶體管和與所述絕緣門極雙極型晶體管反并聯(lián)的二極管組成。
4.如權(quán)利要求2所述的差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述單相二電平H橋包括兩個(gè)橋臂；所述橋臂由上下兩個(gè)絕緣門極雙極型晶體管和與所述絕緣門極雙極型晶體管反并聯(lián)的二極管組成。
5.如權(quán)利要求3所述的差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述鏈?zhǔn)郊?jí)聯(lián)的H橋數(shù)量根據(jù)所需補(bǔ)償?shù)闹C波容量和諧波次數(shù)決定。
6.如權(quán)利要求2-3中任一項(xiàng)所述的差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述直流電容Cbdcd和Cddli的設(shè)計(jì)值應(yīng)保證直流側(cè)電容電壓波動(dòng)不超過(guò)所述電容電壓額定值的-5% +5%。
7.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，對(duì)所述并聯(lián)的電壓源變流器(4)和單相二電平H橋鏈?zhǔn)郊?jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的控制采用載波移相的脈沖分配控制技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明屬于電氣化鐵路供電、電力電子技術(shù)及電能質(zhì)量治理領(lǐng)域，具體講涉及一種差異化補(bǔ)償?shù)碾姎饣F路電能質(zhì)量治理裝置，該裝置包括單相多繞組變壓器，通過(guò)單相多繞組變壓器的副邊繞組并聯(lián)的m個(gè)背靠背的電壓源變流器組成的低頻模塊以及高頻模塊；該裝置分別通過(guò)單相多繞組變壓器的x、y和z以及w端子接于牽引變壓器二次側(cè)的兩相繞組。本發(fā)明在裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上做出了改進(jìn)，基于差異化補(bǔ)償?shù)乃枷耄捎玫皖l和高頻模塊對(duì)低頻分量和高頻分量解耦補(bǔ)償，具有減少裝置開(kāi)關(guān)損耗、降低裝置成本、便于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102280880SQ20111022057
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者喬光堯, 于坤山, 劉穎英, 周勝軍 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院