[发明专利]一种基于电力电子变压器的调压装置

说明书

技术领域

本发明属于电力电子在电力系统中的应用，具体涉及一种基于电力电子变压器的调压装置。

背景技术

在配电网中，供电线路经常混出现各种电压扰动，如电压跌落，上升，闪变，过电压和欠电压等。对于对电压敏感的负荷，如电脑和通讯设备等，经常会造成巨大的损失，如珍贵数据的丢失，通讯的中端等。传统的伺服式电压稳压器可以解决供电线路电压扰动的问题，但是传统的伺服式电压稳压器用一个可调自耦变压器和隔离变压器去对系统注入一个补偿电压，这种结构不但动态响应比较慢，而且大的工频变压器也是其主要缺点，工频变压器不仅体积大，成本高，而且变换效率低。

上世纪70年代电力电子变压器(PET-Power electronic transformer)的概念被提出，PET是利用电力电子换流技术实现电压变换和能量传递的。其突出的特点是通过电压型变换器(VSC)对其原副边交流侧电压，电流的幅值和相位进行连续可控调节。基于电力电子变压器的自动电压调节器，采样高频变压器实现传统的自耦变压器和隔离变压器的功能，大大减少了装置的体积，提高了整体的变换效率。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种自动调压且调压效率高的基于电力电子变压器的调压装置。

本发明提供了一种基于电力电子变压器的调压装置，包括三相调压结构，每个单相调压结构由三级调压结构构成，所述三级调压结构包括输入级、隔离级以及输出级，还包括滤波器，其中：

所述输入级包括第一功率变换器，所述输入级中所述第一功率变换器的输入端星形连接，所述第一功率变换器并联在单相线路上，所述第一功率变换器的输出端与所述隔离级相连，所述第一功率变换器采用桥式拓扑结构，所述第一功率变换器采用桥式拓扑结构包括第一功率开关单元S1、第二功率开关单元第三功率开关单元S2以及第四功率开关单元所述第一功率开关单元S1和所述第二功率开关单元互补导通后与所述高频变压器的原边正端相连，所述第三功率开关单元S2和所述第四功率开关单元互补导通后与所述高频变压器的原边负端相连；

所述隔离级包括高频变压器，所述高频变压器的原边与所述第一功率变换器的输出端相连，所述高频变压器的输出端连接三相供电网络；

所述输出级包括第二功率变换器，所述高频变压器的副边与所述第二功率变换器的输入端相连，所述第二功率变换器的输出端与所述滤波器的输入端相连，所述滤波器的输出端与三相供电网络相连接，所述第二功率变换器采用桥式拓扑结构包括第五功率开关单元S3、第六功率开关单元第七功率开关单元S4以及第八功率开关单元所述第五功率开关单元S3和所述第六功率开关单元互补导通后与所述高频变压器的原边正端相连，所述第七功率开关单元S4和所述第八功率开关单元互补导通后与所述高频变压器的原边负端相连；

所述滤波器的输入端与所述第二功率变换器的输出端相连，所述滤波器的输出端与三相供电网络相连，所述滤波器由输出滤波电容C1、第一输出滤波电感L1、第二输出滤波电感L2组成，所述输出滤波电容C1并接在所述第一输出滤波电感L1和所述第二输出滤波电感L2的同名端，所述第一输出滤波电感L1和所述第二输出滤波电感L2的同名端接单相线路上。

进一步，所述第一功率开关单元S1、第二功率开关单元第三功率开关单元S2以及第四功率开关单元均由两个绝缘栅双极型晶体管和一个反并联二极管并联组成。

进一步，所述第五功率开关单元S3、第六功率开关单元第七功率开关单元S4以及第八功率开关单元均由两个绝缘栅双极型晶体管和一个反并联二极管并联组成。

进一步，所述第一功率变换器的输出端与所述高频变压器的原端相连。

本发明具有的优点和有益效果为：所述基于电力电子变压器的调压装置除了具有传统稳压器的优点外，由于采用高频变压器进行变压，所以大大减少了整体装置的体积，提高了整个装置的效率；通过采用相应的控制方式，可以方便的自动调节稳定输出电压，具有良好的动态性能，能够及时的对线路各相电压进行补偿调节，可以很好的抑制电压的波动、闪变、跌落、上升、过电压和欠电压等电压质量问题。

附图说明

图1为本实施例的基于AC-AC型的基于电力电子变压器的原理框图；

图2为本实施例的基于电力电子变压器的调压装置的单相结构拓扑图；

图3为本实施例的基于AC-AC型基于电力电子变压器的三相结构拓扑图。

具体实施方式

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。