[实用新型]基于H桥级联型SVG功率单元电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于H桥级联型SVG功率单元电路。 

背景技术

随着电力电子技术的发展，传统的动态无功补偿(SVC)装置逐渐为静止无功发生器(SVG)装置所替代，由于受目前电力电子开关器件的限制，并联型SVG常用于低压供电系统无功补偿场合。对于中、高压大容量无功补偿场合，并联型SVG主电路一般需要开关器件的串、并联，多重化和多电平技术，采用开关器件的串、并联需要解决器件的动态均压、均流问题；多重化技术中采用的变压器具有饱和性和非线性，带来控制复杂、保护困难等问题。采用多电平技术是提高SVG容量的一个重要的研究方向，多电平逆变器主要有二极管箝位型多电平逆变器、飞跨电容型多电平逆变器和H桥级联型多电平逆变器。H桥级联型多电平逆变器与二极管箝位型多电平逆变器和飞跨电容型多电平逆变器相比，其主电路简单，由于无箝位器件的限制，易于实现较大的电平数目。将H桥级联型多电平逆变器的拓扑结构应用于SVG中，可以显著提高SVG的电压和无功补偿容量，具有广阔的应用前景。 

在电力电子装置特别是高压电力电子装置中，功率单元级联是提高容量和电压等级的有效方法，SVG采用功率单元级联实现高压和大容量。中高压H桥级联型SVG存在下面几个问题： 

1、SVG的电压和容量增加，级联的功率单元也增加，使SVG装置的可靠性下降； 

2、H桥级联型SVG中各H桥单元的直流电容相互独立，各H桥电容电压的均衡控制成为一个难点； 

3、在功率单元中，功率管的驱动电源和功率单元控制器的电源获得是个难点； 

4、H桥级联型高压SVG的功率单元电位很高，需考虑H桥功率单元与地之间的高压隔离问题。 

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种能够实现高位电容取能、旁路控制和电容电压均衡控制的基于H桥级联型SVG功率单元电路。 

为达到上述目的，本实用新型基于H桥级联型SVG功率单元电路，包括电连接的H桥逆变电路、供电电路、放电电路、旁路电路以及控制器，其中， 

所述H桥逆变电路，用于生成无功功率； 

所述供电电路，用于从母线上获取电能，提供所述H桥逆变电路功率管驱动和所述控制器工作所需的电能； 

所述放电电路，用于调整所述功率单元电路的电容电压； 

所述旁路电路，电连接所述H桥逆变电路的交流端口，用于实现SVG的冗余控制； 

控制器，用于采样所述供电电路的直流电压，对H桥逆变电路、所述放电电路和所述旁路电路进行控制。 

进一步地，所述H桥逆变电路包括IGBT管T1和IGBT管T2构成H桥逆变电路的一个桥臂，IGBT管T3和IGBT管T4构成H桥逆变电路的另一个桥臂，以及与IGBT管T1和IGBT管T2构成的桥臂相并联的缓冲电容C3，与IGBT管T3和IGBT管T4构成的桥臂相并联的缓冲电容C2。 

进一步地，所述供电电路，包括三个并联的直流电压支撑电容C4、C5、C6和分别并联在三个电容两端的均压电阻R2、R3以及DC/DC电源，其中所述DC/DC电源的等效阻抗阻值与均压电阻R2和R3的阻值相等。 

于一具体实施中，所述放电电路，由一个放电功率开关T5和一个放电电阻R4串联构成。 

进一步地，所述旁路电路，包括两个反向并联的晶闸管Q1、Q2、并联连接在晶闸管两端的缓冲电路以及BOD保护电路，其中两个反向并联的晶闸管Q1、Q2的与H桥逆变电路的交流端口相连，缓冲电路由串联连接的电容C1和R1构成，晶闸管Q1、Q2的阴极连接BOD保护电路。 

优选地，所述DC/DC电源是恒阻抗的开关电源。 

本实用新型基于H桥级联型SVG功率单元电路： 

1、H桥功率单元电路自供电的电容取能； 

2、H桥功率单元的直流电压均衡控制采用放电方式； 

3、旁路电路实现SVG装置的冗余控制方式，增加可靠性； 

4、功率单元与主控系统采用光纤通信，解决强弱电之间的隔离问题和干扰问题； 

5、功率单元的高压隔离。 

附图说明

图1是本实用新型基于H桥级联型SVG功率单元电路实施例的框图； 

图2是本实用新型基于H桥级联型SVG功率单元电路实施例的电路结构示意图； 

图3为本实用新型基于H桥级联型SVG功率单元电路实施例的电容取能电路的结构示意图；