有源功率模塊可作為無功補(bǔ)償?shù)娜哂嗄K備用或僅作為無功功率輸出用。鏈?zhǔn)絊VG裝置三相換流鏈采用Y型或Λ型方式通過并網(wǎng)變壓器連接于電網(wǎng)，并網(wǎng)變壓器起到電壓變換、電流濾波以及為有源功率模塊提供直流母線電壓的作用。
[0024]本實用新型的有源功率模塊主電路由整流橋、直流回路和逆變橋構(gòu)成。整流橋接到隔離變壓器的低壓繞組Tl，逆變橋輸出與無源功率模塊串聯(lián)組成換流鏈。整流橋采用但不限于功率二極管構(gòu)成，直流回路采用但不限于金屬膜電容，逆變橋采用全控或半控型功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成單相兩電平或多電平電路。有源功率模塊的直流母線電壓由整流橋控制，逆變橋在控制單元的控制下輸出含有一定諧波成分的電壓，從而實現(xiàn)諧波電流的跟蹤控制。
[0025]本實用新型的無源功率模塊主電路由直流回路和逆變橋構(gòu)成，逆變橋輸出與所述有源功率模塊串聯(lián)組成換流鏈。直流回路采用但不限于金屬膜電容，逆變橋采用全控或半控型功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成單相兩電平或多電平電路。無源功率模塊在控制單元的控制下工作，向電網(wǎng)發(fā)出感性或容性無功功率，同時從電網(wǎng)吸收一定的有功功率以維持母線電壓穩(wěn)定。
[0026]本實用新型的并網(wǎng)變壓器為隔離型變壓器，起到兩個作用:一是為有源功率模塊提供有功功率，保持其直流母線電壓穩(wěn)定；二是連接鏈?zhǔn)絊VG裝置和電網(wǎng)，起到升壓作用。并網(wǎng)變壓器至少包含一套低壓繞組，與有源功率模塊的整流橋輸入端連接，實現(xiàn)保持有源功率模塊直流母線電壓穩(wěn)定的目的。并網(wǎng)變壓器還可以有一套中壓繞組，與鏈?zhǔn)絊VG裝置的三相輸出相連，起到電壓變換的作用。當(dāng)鏈?zhǔn)絊VG裝置電壓與電網(wǎng)電壓相匹配時，中壓繞組可以用一組電抗器代替。
[0027]如圖4所示，鏈?zhǔn)絊VG裝置通過并網(wǎng)變壓器連接到電源公共端PCC上，第一電流互感器CTl采集電網(wǎng)饋線或負(fù)載線路的電流信號il，第二電流互感器CT2采集鏈?zhǔn)絊VG裝置的輸出電流信號i2，第一電壓互感器PTl采集電源公共端PCC的電壓信號us。以上三組信號經(jīng)過調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送至被控制單元中的綜合補(bǔ)償控制器，實現(xiàn)信號的采集。
[0028]綜合補(bǔ)償控制器的諧波電流控制器針對輸出電流信號i2中的電流諧波成分，利用PWM脈寬調(diào)制方式產(chǎn)生含有對應(yīng)諧波成分的調(diào)制波脈沖信號PWMl，并將諧波控制脈沖信號PWMl通過光纖發(fā)送給有源功率模塊Ml，實現(xiàn)諧波電流的跟蹤控制。綜合補(bǔ)償控制器的無功電流控制器針對無功成分，利用PWM脈寬調(diào)制方式產(chǎn)生僅含有基波成分的調(diào)制波脈沖信號PWM2，并將無功控制脈沖信號PWM2通過光纖發(fā)送給無源功率模塊M2，實現(xiàn)基波無功電流的跟蹤控制。
【主權(quán)項】
1.一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，其特征在于，包括控制單元、三臺有源功率模塊、若干臺無源功率模塊和一臺并網(wǎng)變壓器； 所述控制單元由檢測回路、控制回路以及綜合補(bǔ)償控制器構(gòu)成；所述檢測回路由PT、CT信號變換元件和信號調(diào)理電路構(gòu)成；所述控制回路通過光纖與有源功率模塊、無源功率模塊相連接；所述綜合補(bǔ)償控制器包括諧波電流控制器和無功電流控制器，所述諧波電流控制器通過控制回路與有源功率模塊連接，所述無功電流控制器通過控制回路與無源功率模塊連接； 所述有源功率模塊作為一個鏈節(jié)串聯(lián)在換流鏈中，每一相換流鏈串聯(lián)一個有源功率模塊； 所述若干臺無源功率模塊與有源功率模塊一起串聯(lián)在換流鏈中，每一相換流鏈串聯(lián)有相同數(shù)量的無源功率模塊； 所述鏈?zhǔn)絊VG裝置三相換流鏈采用Y型或Λ型方式通過并網(wǎng)變壓器連接于電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，其特征在于，所述并網(wǎng)變壓器為隔離型變壓器，至少包含一套低壓繞組，與所述有源功率模塊的整流橋輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，其特征在于，所述并網(wǎng)變壓器還包含一套中壓繞組，與鏈?zhǔn)絊VG裝置的三相輸出相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，其特征在于，當(dāng)電網(wǎng)電壓與鏈?zhǔn)絊VG裝置電壓等級相同時，所述中壓繞組為一組電抗器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，其特征在于，所述有源功率模塊主電路由整流橋、直流回路和逆變橋構(gòu)成；所述整流橋接到隔離變壓器的低壓繞組；所述逆變橋輸出與所述無源功率模塊串聯(lián)組成換流鏈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，其特征在于，所述整流橋采用功率二極管構(gòu)成；所述直流回路采用金屬膜電容；所述逆變橋采用全控或半控型功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成單相兩電平或多電平電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，其特征在于，所述無源功率模塊主電路由直流回路和逆變橋構(gòu)成；所述逆變橋輸出與所述有源功率模塊串聯(lián)組成換流鏈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，其特征在于，所述直流回路采用金屬膜電容；所述逆變橋采用全控或半控型功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成單相兩電平或多電平電路。
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有有源濾波功能的鏈?zhǔn)絊VG裝置，包括控制單元、三臺有源功率模塊、若干臺無源功率模塊和一臺并網(wǎng)變壓器，鏈?zhǔn)絊VG裝置三相采用Y型或△型方式通過隔離變壓器連接于電網(wǎng)。有源功率模塊由整流橋、直流回路、逆變橋構(gòu)成，整流橋接到隔離變壓器的低壓繞組T1，逆變橋輸出與無源功率模塊串聯(lián)組成換流鏈；無源功率模塊由直流回路和逆變橋組成。本實用新型解決了現(xiàn)有電能治理裝置成本高、裝置復(fù)雜和可靠性低的問題。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號】CN204597491
【申請?zhí)枴緾N201520315470
【發(fā)明人】霍利杰, 楊奇, 王結(jié)飛, 張學(xué)孟, 胡賢新, 李冰, 錢詩寶
【申請人】國電南京自動化股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月15日