[发明专利]用于低电压治理的新型串联电压质量调节器

说明书

本发明涉及一种用于低电压治理的新型串联电压质量调节器，拓扑结构采用整流侧双boost稳压拓扑，逆变侧采用T字型三电平的新型直挂式拓扑，有效的解决了整流侧的入网电流功率因数和畸变率校正的问题，同时稳压直流母线提高串联侧补偿深度，逆变侧采用直接串联进电网的拓扑方式，同时采用三电平逆变桥，在性能、体积、成本方面都得到了比较大的提升；旁路支路采用新型的拓扑结构，利用IGBT全控性的特性，可以随时关断开通旁路支路，与传统的半控型晶闸管旁路开关相比，极大的缩短了旁路支路的切换时间，同时因为双boost加T字型三电平拓扑的使用，在性能、可靠性、电磁兼容方面具有明显的优势。

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，特别是涉及一种用于低电压治理的新型串联电压质量调节器。

背景技术

电能质量问题分为电压质量问题、电流质量问题，近些年国内外对于电流质量问题研究的较多，设备厂家在APF、SVG等电流质量问题治理设备上投入的研发越来越多，产品的发展非常迅速。但是对于电压质量问题，很多情况下APF、SVG等设备无能为力。

国外对于电压质量问题的研究起步较早，生产、研发设备的厂家起步也比较早比如ABB、DSYC、以及韩国、日本的一些企业。电压质量治理设备的方案也比较多，有带变压器的串联方案(UPQC、AVC等)、有不带变压器的串联方案、也有并联的方案(只能处理短时间的电压质量问题)。

这些设备各有优缺点，带变压器的串联方案(UPQC、AVC等)因为变压器的存在，体积、重量、成本存在比较大的问题，同时整流侧一般采用常规的PWM整流器，但是很多时候这些设备只是用于低电压或者电压暂降的治理；有不带变压器的串联方案，典型的就是dsyc厂家，其的整流侧基本是不控整流或者晶闸管整流，随着用户等于设备入网电流功率因数与畸变率的重视程度越来越高，这些都是需要避免与处理的。

以上厂家的旁路基本都是采用双向晶闸管，对于大功率的采用双向晶闸管与交接并联的方式，晶闸管只是作为一个过渡衔接，确保后级不短暂停电。但是因为晶闸管的半控特性，对于串联补偿的设备，最严苛情况下晶闸管由旁路切换到主路需要10ms的时间，如果存在短于10ms的电压暂降，那么此种方案就无计可施，此为需要解决的的问题。

发明内容

本发明提供一种用于低电压治理的新型串联电压质量调节器，对于短于1ms的暂降，也能快速的由旁路支路切换到主路进行补偿，同时因为双boost加T字型三电平拓扑的使用，在性能、可靠性、电磁兼容方面具有明显的优势。

其技术方案如下：一种用于低电压治理的新型串联电压质量调节器，包括AC电压源、阻性负载、整流侧、逆变侧以及旁路支路，所述整流侧包括整流滤波电感L1，双boost电路拓扑图整流管D1、D2，开关管G1、G2，直流侧储能电容Cdc1、Cdc2；所述逆变侧包括逆变滤波电感L2、逆变滤波电容C2，T字型三电平拓扑图开关管G3、G4、G5、G6；所述旁路支路包括整流二极管D3、D4、D5、D6，开关管G7，开关管吸收电容C，其中，所述整流侧与逆变侧通过直流侧储能电容Cdc1、Cdc2进行连接，整流侧的滤波电感L1、与母线电容的分别与电网的L、N相连，逆变侧的滤波电容C2两端串入电网中；所述旁路支路的IN1、IN2串入电网中连接。

在上述技术方案中，旁路支路开与关的状态分别为：

旁路支路开：驱动信号加脉冲，打开开关管G7，常开；

旁路支路关：封锁驱动信号，关闭开关管G7，常关。

在上述技术方案中，所述旁路支路开的状态下，电网正半周时，电流通路为IN1——D3——G7——D6——IN2；电网负半周时，电流通路为IN2——D5——G7(反并联二极管)——D4——IN1；利用全桥整流的双向特性，实现电流的双向流动，全控性IGBT器件G7实现快速的电路的通态和断态的控制；所述旁路支路关的状态下，全控性IGBT器件关闭，整流侧断开，全桥整流断开，旁路支路断开。