一種串聯有源交流電壓質量調節器及控制方法

2023-09-27 07:47:30 2

專利名稱：一種串聯有源交流電壓質量調節器及控制方法
技術領域：
本發明屬於電工技術領域，特別涉及一種可自適應調整直流側電壓的串聯有源交流電壓質量調節器及控制方法。
背景技術：
隨著現代科學技術的發展，一方面，各種複雜的、精密的、對電能質量敏感的用電設備不斷普及，人們對電能質量及可靠性的要求越來越高；另一方面，造成電能質量問題的因素不斷增長，上述問題的矛盾愈來愈突出。
電能質量問題大多可以歸結為電壓質量問題，特別是公共結點的電壓質量問題。電網電壓存在的各種幹擾，如電壓升高、跌落、瞬變、諧波等，將導致一些重要負載或對電壓質量敏感設備的正常使用、性能降低、壽命縮短，還會造成一些生產設備無法正常運行、甚至損壞，嚴重的電壓質量問題還有可能造成重大事故。
目前，解決電壓質量問題的一個傳統技術方法是採用交流穩壓電源裝置。交流穩壓電源在工礦企業、國防科研、醫療設備、家用電器等許多方面得到了廣泛應用。經過多年發展，交流穩壓電源已成為電源技術的一個重要分支。
但是現有的各種交流穩壓電源還存在著明顯的不足。參數穩壓器，它是根據穩壓變壓器原理構成的。優點穩壓範圍寬，具有一定的濾波能力；電路簡單，可靠性高。缺點負載適應性差、對頻率變化敏感、體積大。大功率補償型穩壓器，它主要由補償變壓器及檢測控制電路等組成，沒有濾波能力。淨化型交流穩壓器是利用可控矽移相形成可變電感，與主迴路其它電感電容一起對正弦能量的儲存與釋放進行再分配，實現穩壓、校正波形和抗幹擾的功能。優點效率高、動態響應快、抗幹擾能力強，有一定濾波能力。缺點對頻率變化很敏感，負載適應能力差。
總結上述各種交流穩壓電源的特點，它們的穩壓性能都是非常好的，其性能基本上都是由無源參數的調整實現的，因而它們的濾波能力是非常有限的。而且無源參數對頻率非常敏感，這就導致上述各種交流穩壓電源在電網頻率波動的情況下，穩壓性能變差且很容易與電網發生諧振，不能正常工作。
電力電子技術的飛速發展，各種電力電子裝置、設備等非線性負荷得到廣泛的應用，電網中的電壓諧波含量越來越高，對電壓質量影響日益嚴重，上述各種交流穩壓電源已不能滿足目前各種對電壓質量敏感負荷的需求。為此，人們提出了許多利用電力電子技術實現的電壓質量控制裝置。
對於敏感負荷端，解決電壓質量問題的一種直接有效措施是在電網和敏感負荷之間加裝串聯有源電壓質量調節器，通過向電網注入補償電壓來保證敏感用戶端的電壓質量。由於串聯裝置只需要補償系統電壓的畸變和與額定值相差部分，而大部分能量還是直接由電網提供給負載，所以，通常它們具有更高的效率。目前與此相類似的裝置有串聯有源電力濾波器、動態電壓恢復器及統一電能質量調節器等。串聯有源電壓質量調節器可以針對負荷側電壓與額定值偏差較大(過壓或欠壓)、電壓波形嚴重畸變、供電頻率出現偏差時用來保證敏感用戶側的供電電壓質量，並且能夠抑制電網振蕩，是一種非常理想的電壓質量控制裝置。
但是，現有串聯有源交流電壓質量調節器對直流儲能電容器電壓有的不控制、有的將其控制為恆定值，不能自動跟隨電網電壓與額定輸出電壓之差變化，並通常按最惡劣運行工況——最大缺損電壓設計直流側電壓值。而電網處於最惡劣工況的時間概率相對比較小。當系統缺損電壓較小時，逆變裝置所需輸出的補償電壓也較小，逆變器的佔空比較小，逆變器的損耗高，其工作效率也就很低。甚至當系統缺損電壓為零時，逆變裝置也在較高的直流電壓下工作，這是非常不合理的。另一方面，直流側電壓較高、逆變器佔空比較小時，逆變器工作的死區影響更加嚴重，進而將影響串聯有源交流電壓質量調節器的補償性能。
對於低壓配電系統的緩變或穩態電壓質量問題，直流側電壓不控制或保持恆定，不能自動跟隨電網電壓與額定輸出電壓之差變化是目前串聯有源電壓質量調節器長期運行工作效率還不夠高的主要原因之一。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術不足，提出一種串聯有源交流電壓質量調節器及控制方法，能夠提高其工作效率和補償性能。
本發明的技術方案是這樣實現的一個與電源連接的隔離變壓器，隔離變壓器的一端與充電及儲能裝置相連；充電及儲能裝置與逆變裝置的一端相連，逆變裝置的另一端與輸出濾波裝置相連；輸出濾波裝置一端與逆變裝置相連，另一端與電源和負載相連；旁路開關一端與電源相連，另一端與負載相連；控制系統分別與電源、充電及儲能裝置、逆變裝置、輸出濾波裝置、旁路開關、負載各個部分相連。充電及儲能裝置由可控矽V1、可控矽V2、可控矽V3、可控矽V4和儲能器C組成，充電及儲能裝置的可控矽V1的陽極與可控矽V2的陰極相連後再與隔離變壓器的一個輸出端h相連；可控矽V3的陽極與可控矽V4的陰極相連後再與隔離變壓器的另一個輸出端g相連；可控矽V1的陰極與可控矽V3的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；可控矽V2的陽極與可控矽V4的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連。
所述的充電及儲能裝置可控矽V1的陽極與二極體VD1的陰極相連後再與單相變壓器的輸出端相連；可控矽V2的陽極與二極體VD2的陰極相連後再與單相變壓器的另一個輸出端相連；可控矽V1的陰極與可控矽V2的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；二極體VD1的陽極與二極體VD2的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連。
所述的充電及儲能裝置可控矽V1的陽極與可控矽V2的陰極相連後再與單相變壓器的一個輸出端相連；二極體VD1的陽極與二極體VD2的陰極相連後再與單相變壓器的另一個輸出端相連；可控矽V1的陰極與二極體VD1的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；可控矽V2的陽極與二極體VD2的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連。
所述的充電及儲能裝置可控矽V0的陽極與可控矽V9的陰極相連後再與三相變壓器的一個輸出端相連；可控矽V1的陽極與可控矽V2的陰極相連後再與三相變壓器的一個輸出端相連；可控矽V3的陽極與可控矽V4的陰極相連後再三相變壓器的另一個輸出端相連；可控矽V0的陰極與可控矽V1的陰極和可控矽V3的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；可控矽V9的陽極與可控矽V2的陽極和可控矽V4的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連。
一種串聯有源交流電壓質量調節器的控制方法，當電源的電壓高於負載所需額定電壓時，關閉可控矽V1、可控矽V2、可控矽V3和可控矽V4，此時，儲能電容C上的電壓由逆變裝置根據移相控制器和電源的電壓VS形成的電壓指令Vref對全控型電力電子器件絕緣柵雙極電晶體V5、V6、V7、V8的導通和關斷進行脈衝寬度調製控制；當電源的電壓低於負載所需額定電壓時，通過充電迴路控制器對充電及儲能裝置的可控矽V1、V2、V3和V4觸發導通角的控制當電容C上的電壓高於設定直流電壓時，減少觸發導通角；當電容C上的電壓低於設定直流電壓時，增加觸發導通角；當電源的電壓低於負載所需額定電壓，而負載的功率因數小於時，若電源所能提供的最大有功功率大於負載所需的有功功率和裝置本身的各種損耗時，關閉可控矽V1、可控矽V2、可控矽V3和可控矽V4，這時由逆變裝置根據移相控制器和電源的電壓VS形成的電壓指令Vref進行脈衝寬度調製控制，提高電源側的功率因數，對儲能電容C充電，對儲能電容C補充有功功率維持逆變裝置所需直流電壓。
本發明提出可控充電迴路的串聯有源交流電壓質量調節器拓撲結構及其控制方法，可自適應調整逆變器直流側電壓。該拓撲結構配合所發明的控制方法可以對配電系統中的交流電源進行穩壓和濾波，提高交流電源的供電電壓質量。即使在供電電壓頻率波動的情況下，該有源交流電壓質量控制器也具有較高的穩壓能力和濾波性能。
本發明有如下特點(1)對交流電壓質量進行調節和控制的充電及儲能裝置和逆變裝置是串聯在電源和負載之間，因而僅對引起電壓質量問題的偏差進行控制，也就是部分逆變控制，所需要處理的能量小，因而構成交流電壓質量控制器的體積小、變換效率高。
(2)充電及儲能裝置採用了可控的方式，這裡採用可控矽V1、V2、V3和V4，可以根據負載所需電壓對儲能電容C的充電狀況和電壓進行控制，提高裝置效率。
(3)當隔離變壓器、充電及儲能裝置、逆變裝置及輸出濾波裝置中任何一個出現故障，串聯有源交流電壓質量控制器不能常工作時，控制旁路開關使其閉合，可將電源的能量未經調節直接輸出到負載，保證負載的電能不中斷。


圖1是本發明的一種單相串聯有源交流電壓質量調節器的拓撲結構圖；
圖2是本發明的控制系統框圖；圖3是本發明的一種單相充電及儲能裝置拓撲結構圖；圖4是本發明的另一種單相充電及儲能裝置拓撲結構圖；圖5是本發明的三相充電及儲能裝置拓撲結構圖；圖6是採用單相可控充電迴路構成的三相串聯有源交流電壓質量調節器的拓撲結構圖；圖7是採用三相可控充電迴路構成的三相串聯有源交流電壓質量調節器的拓撲結構圖。
具體實施例方式
參照圖1所示，它是由電源1、隔離變壓器2、充電及儲能裝置3、逆變裝置4、輸出濾波裝置5、旁路開關6、負載7及控制系統8組成。隔離變壓器2的一端與電源1相連，另一端與充電及儲能裝置3相連；逆變裝置4的一端與充電及儲能裝置3相連，另一端與輸出濾波裝置5相連；輸出濾波裝置5一端與逆變裝置4相連，另一端與電源1和負載7相連；旁路開關6一端與電源1相連，另一端與負載7相連；控制系統8與電源1、充電及儲能裝置3、逆變裝置4、輸出濾波裝置5、旁路開關6、負載7各個部分相連，對上述各部分進行檢測、保護和控制。其中，充電及儲能裝置3由可控矽V1、V2、V3、V4和儲能器C組成，可以對充電狀況進行控制。充電及儲能裝置3的可控矽V1的陽極與V2的陰極相連後再與隔離變壓器2的一個輸出端h相連；可控矽V3的陽極與可控矽V4的陰極相連後再與隔離變壓器2的另一個輸出端g相連；可控矽V1的陰極與可控矽V3的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；可控矽V2的陽極與可控矽V4的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連。逆變裝置4由全控型電力電子器件如絕緣柵雙極電晶體(IGBT)V5、V6、V7、V8構成，其內含反並聯二極體，其中電容器C的正極與絕緣柵雙極電晶體V5和絕緣柵雙極電晶體V7的集電極相連，電容器C的負極與絕緣柵雙極電晶體V6和絕緣柵雙極電晶體V8的發射極相連；絕緣柵雙極電晶體V5的發射極與V6的集電極相連後與輸出濾波裝置5的電感Lf的一端相連；絕緣柵雙極電晶體V7的發射極與V8的集電極相連後與輸出濾波裝置5的電容Cf的一端相連。輸出濾波裝置5由濾波電感Lf和濾波電容Cf構成，其中濾波電感Lf的一端與絕緣柵雙極電晶體V6的集電極相連，另一端與濾波電容Cf的一端相連後再與電源1的一端相連；濾波電容Cf的一端與電源1的一端相連，另一端與絕緣柵雙極電晶體V8的集電極和負載7的一端相連。旁路開關6可以是機械開關，如接觸器，也可以是快速的電力電子開關，如雙向可控矽等，一端與電源相連，另一端與負載7相連。負載7一端與電源1相連，另一端與旁路開關6相連。
圖1中的a、b、c、d、e表示電路中的結點。
充電及儲能裝置3採用了可控的方式，這裡採用可控矽V1、V2、V3和V4，可以根據負載所需補償電壓對儲能電容C的充電狀況進行控制，提高裝置效率。當電源1的電壓高於負載7所需額定電壓時，關閉可控矽V1、V2、V3和V4，此時，儲能電容C上的電壓由逆變裝置4控制。當電源1的電壓低於負載7所需額定電壓時，通過對充電及儲能裝置3的控制，對儲能電容C補充有功功率，維持儲能電容C上逆變裝置4所需的直流電壓。另外，當電源1的電壓低於負載7所需額定電壓，而負載7的功率因數小於1時，若電源1所能提供的最大有功功率大於負載7所需的有功功率和裝置本身的各種損耗時，也可關閉可控矽V1、V2、V3和V4。這時通過對逆變裝置4的控制，適當提高電源1側的功率因數，可以對儲能電容C充電，對儲能電容C補充有功功率維持逆變裝置4所需直流電壓。
該拓撲結構可以根據電源1和負載額定電壓之間的電壓偏差，通過對逆變裝置4和充電及儲能裝置3的控制，自動調整儲能電容C上的直流電壓大小，滿足對負載7的電壓質量補償控制的目的。也就是根據負載7所需補償量的大小，自動調整儲能電容C上的直流電壓大小，滿足負載電壓質量控制的需要，這樣可以大大減小逆變裝置4中電力電子器件的開關應力、幹擾和噪聲，減小裝置損耗，提高裝置效率。
參照圖2所示，由檢測的電源電壓VS、給定的額定負載電壓VN和移相控制器12輸出的移相控制信號作為瞬時電壓生成器13的輸入，其輸出是負載瞬時參考電壓Vref。負載瞬時參考電壓Vref與負載電壓VL之差作為調節器14的輸入，其輸出與電感Lf的電流ILf之差作為調節器15的輸入。電源電壓VS與負載瞬時參考電壓Vref之差形成的前饋信號與調節器15的輸出共同構成脈衝寬度調製PWM控制器16的輸入信號，控制逆變裝置4。脈衝寬度調製PWM控制器16包含控制逆變裝置4。脈衝寬度調製PWM控制器16的輸出結果再經過濾波與負載迴路17得到負載電壓VL。
由檢測的電源電壓VS與負載瞬時參考電壓Vref之差作為調節器9的輸入，調節器9輸出與儲能電容C的直流電壓VD之差作為調節器10的輸入。調節器10的輸出分兩路，一路作為充電迴路控制器11的輸入，另一路作為移相控制器12的輸入。充電迴路控制器11的輸出信號對充電及儲能裝置3的可控矽V1、V2、V3、V4進行控制，調節電容器C的直流電壓VD。充電迴路控制器11包含充電及儲能裝置3。移相控制器12的輸出可以得到移相控制信號並作為瞬時電壓生成器13的一個輸入。
控制原理所發明的無耦合變壓器的串聯有源交流電壓質量控制器的控制需要檢測的量有電源電壓VS(圖1中的ab間電壓)、負載電壓VL(圖1中的cb間電壓)、電容器C電壓VD(圖1中的de間電壓)、負載電流IL、電感Lf的電流ILf。
系統控制原理如下(1)基本控制方法是通過檢測電源電壓VS、負載電壓VL、電容器C電壓VD，由電源電壓與負載所需額定參考電壓相比較獲得所需的補償電壓指令，根據補償電壓指令的大小、正負和電容器C上的電壓大小及變化率對的串聯有源交流電壓質量控制器進行控制。控制系統結構圖如圖2所示，圖中，VN為給定的額定負載電壓有效值，如220V。
(2)由電源電壓VS、給定額定負載電壓VL和移相控制器12輸出的移相控制信號在瞬時電壓生成器13中形成負載瞬時參考電壓Vref，調節器14、調節器15和電源電壓VS與負載瞬時參考電壓Vref之差形成的前饋信號共同構成對逆變裝置4控制所需的PWM(脈衝寬度調製)控制器16的控制信號，再經過濾波與負載迴路17得到負載電壓VL。負載電壓VL與電感Lf的電流ILf構成雙閉環控制，負載電壓VL為外環，電感Lf的電流ILf為內環。
(3)電源電壓VS和負載瞬時參考電壓Vref之差經過調節器9形成電容器C的直流參考電壓，該直流參考電壓將會隨電源電壓VS的變化而變化，為保證電壓質量控制器裝置的性能提供合適的直流電壓值。根據直流電容器C的變化，調節器10既可以控制移相控制器12，也可以控制充電迴路控制器11對充電及儲能裝置3的可控矽進行控制。
(4)控制系統還包括保護、驅動、隔離電路等電路。
對於圖1所示的充電及儲能裝置3還可採用圖3和圖4所示的單相可控充電方式，圖中VD1、VD2為二極體。
參照圖3所示，可控矽V1的陽極與二極體VD1的陰極相連後再與單相變壓器2的一個輸出端h相連；可控矽V2的陽極與二極體VD2的陰極相連後再與單相變壓器2的另一個輸出端g相連；可控矽V1的陰極與可控矽V2的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；二極體VD1的陽極與二極體VD2的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連。
參照圖4所示，可控矽V1的陽極與可控矽V2的陰極相連後再與單相變壓器2的一個輸出端h相連；二極體VD1的陽極與二極體VD2的陰極相連後再與單相變壓器2的另一個輸出端g相連；可控矽V1的陰極與二極體VD1的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；可控矽V2的陽極與二極體VD2的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連。
在三相電源系統中，圖1所示的充電及儲能裝置3也可採用圖5所示的三相可控充電方式，圖中V0、V9也為可控矽。
參照圖5所示，可控矽V0的陽極與可控矽V9的陰極相連後再與三相變壓器的一個輸出端f相連；可控矽V1的陽極與可控矽V2的陰極相連後再與三相變壓器的一個輸出端g相連；可控矽V3的陽極與可控矽V4的陰極相連後再三相變壓器的另一個輸出端h相連；可控矽V0的陰極與可控矽V1的陰極和可控矽V3的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；可控矽V9的陽極與可控矽V2的陽極和可控矽V4的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連。
參照圖6所示，由三個圖1所示的單相基本電路拓撲結構分別與三相電源相連就可以構成低壓配電系統用的三相四線制系統，控制系統也是採用三套圖2所示的控制系統，對三相系統分別獨立控制。其中，VSA、VSB、VSC分別是三相電源；T1、T2、T3是單相變壓器；V11、V21、V31、V41、V12、V22、V32、V42、V13、V23、V33、V43是可控矽；V51、V61、V71、V81、V52、V62、V72、V82、V53、V63、V73、V83是絕緣柵雙極電晶體；C1、C2、C3是儲能電容；Lf1、Lf2、Lf3是濾波電感；Cf1、Cf2、Cf3是濾波電容；K1、K2、K3是旁路開關；ZLA、ZLB、ZLC分別是三相負載。
參照圖7所示，採用了三相變壓器和三相可控充電方式，其他結構同圖6。對於三相電源系統，當圖1中所示的充電及儲能裝置3採用圖5所示的三相可控充電方式時，所構成低壓配電系統用的三相串聯有源交流電壓質量調節器如圖7所示。控制系統也採用三套圖2所示的控制系統，對三相系統分別獨立控制。其中，VSA、VSB、VSC分別是三相電源；T11、T22、T33是三相變壓器；V11、V21、V31、V41、V01、V91、V12、V22、V32、V42、V02、V92、V13、V23、V33、V43、V03、V93是可控矽；V51、V61、V71、V81、V52、V62、V72、V82、V53、V63、V73、V83是絕緣柵雙極電晶體；C1、C2、C3是儲能電容；Lf1、Lf2、Lf3是濾波電感；Cf1、Cf2、Cf3是濾波電容；K1、K2、K3是旁路開關；ZLA、ZLB、ZLC分別是三相負載。
權利要求
1.一種串聯有源交流電壓質量調節器，包括，一個與電源(1)連接的隔離變壓器(2)，隔離變壓器(2)的一繞組與充電及儲能裝置(3)相連；充電及儲能裝置(3)與逆變裝置(4)的一端相連，逆變裝置(4)的另一端與輸出濾波裝置(5)相連；輸出濾波裝置(5)一端與逆變裝置(4)相連，另一端與電源(1)和負載(7)相連；旁路開關(6)一端與電源(1)相連，另一端與負載(7)相連；控制系統(8)分別與電源(1)、充電及儲能裝置(3)、逆變裝置(4)、輸出濾波裝置(5)、旁路開關(6)、負載(7)各個部分相連，其特徵在於，所述的充電及儲能裝置(3)由可控矽(V1)、可控矽(V2)、可控矽(V3)、可控矽(V4)和儲能器(C)組成，充電及儲能裝置(3)的可控矽(V1)的陽極與可控矽(V2)的陰極相連後再與隔離變壓器(2)的一個輸出端相連；可控矽(V3)的陽極與可控矽(V4)的陰極相連後再與隔離變壓器(2)的另一個輸出端相連；可控矽(V1)的陰極與可控矽(V3)的陰極相併聯後再與電容器(C)的正極相連；可控矽(V2)的陽極與可控矽(V4)的陽極相併聯後再與電容器(C)的負極相連。
2.根據權利要求1所述的一種串聯有源交流電壓質量調節器，其特徵在於，所述的充電及儲能裝置(3)可控矽(V1)的陽極與二極體(VD1)的陰極相連後再與單相變壓器(2)的輸出端相連；可控矽(V2)的陽極與二極體(VD2)的陰極相連後再與單相變壓器(2)的另一個輸出端相連；可控矽(V1)的陰極與可控矽(V2)的陰極相併聯後再與電容器(C)的正極相連；二極體(VD1)的陽極與二極體(VD2)的陽極相併聯後再與電容器(C)的負極相連。
3.根據權利要求1所述的一種串聯有源交流電壓質量調節器，其特徵在於，所述的充電及儲能裝置(3)可控矽(V1)的陽極與可控矽(V2)的陰極相連後再與單相變壓器(2)的一個輸出端相連；二極體(VD1)的陽極與二極體(VD2)的陰極相連後再與單相變壓器(2)的另一個輸出端相連；可控矽(V1)的陰極與二極體(VD1)的陰極相併聯後再與電容器(C)的正極相連；可控矽(V2)的陽極與二極體(VD2)的陽極相併聯後再與電容器(C)的負極相連。
4.根據權利要求1所述的一種串聯有源交流電壓質量調節器，其特徵在於，所述的充電及儲能裝置(3)可控矽(V0)的陽極與可控矽(V9)的陰極相連後再與三相變壓器的一個輸出端相連；可控矽(V1)的陽極與可控矽(V2)的陰極相連後再與三相變壓器的一個輸出端相連；可控矽(V3)的陽極與可控矽(V4)的陰極相連後再三相變壓器的另一個輸出端相連；可控矽(V0)的陰極與可控矽(V1)的陰極和可控矽(V3)的陰極相併聯後再與電容器(C)的正極相連；可控矽(V9)的陽極與可控矽(V2)的陽極和可控矽(V4)的陽極相併聯後再與電容器(C)的負極相連。
5.一種實現權利要求1所述的串聯有源交流電壓質量調節器的控制方法，其特徵在於，包括下列步驟當電源(1)的電壓高於負載(7)所需額定電壓時，關閉可控矽(V1)、可控矽(V2)、可控矽(V3)和可控矽(V4)，此時，儲能電容(C)上的電壓由逆變裝置(4)根據移相控制器(12)和電源(1)的電壓(VS)形成的電壓指令(Vref)對全控型電力電子器件絕緣柵雙極電晶體(V5)、(V6)、(V7)、(V8)的導通和關斷進行脈衝寬度調製控制；當電源(1)的電壓低於負載(7)所需額定電壓時，通過充電迴路控制器(11)對充電及儲能裝置(3)的可控矽(V1)、(V2)、(V3)和(V4)觸發導通角的控制當電容(C)上的電壓高於設定直流電壓時，減少觸發導通角；當電容(C)上的電壓低於設定直流電壓時，增加觸發導通角；當電源(1)的電壓低於負載(7)所需額定電壓，而負載(7)的功率因數小於1時，若電源(1)所能提供的最大有功功率大於負載(7)所需的有功功率和裝置本身的各種損耗時，關閉可控矽(V1)、可控矽(V2)、可控矽(V3)和可控矽(V4)，這時由逆變裝置(4)根據移相控制器(12)和電源(1)的電壓(VS)形成的電壓指令(Vref)進行脈衝寬度調製控制，提高電源(1)側的功率因數，對儲能電容(C)充電，對儲能電容(C)補充有功功率維持逆變裝置(4)所需直流電壓。
全文摘要
本發明公開了一種串聯有源交流電壓質量調節器及控制方法，其中充電及儲能裝置由可控矽V1的陽極與可控矽V2的陰極相連後再與隔離變壓器2的一個輸出端相連；可控矽V3的陽極與可控矽V4的陰極相連後再與隔離變壓器2的另一個輸出端相連；可控矽V1的陰極與可控矽V3的陰極相併聯後再與電容器C的正極相連；可控矽V2的陽極與可控矽V4的陽極相併聯後再與電容器C的負極相連組成。本發明可自適應調整逆變器直流側電壓。可以對配電系統中的交流電源進行穩壓和濾波，提高交流電源的供電電壓質量，即使在供電電壓頻率波動的情況下，該有源交流電壓質量控制器也具有較高的穩壓能力和濾波性能。
文檔編號H02M5/451GK1862906SQ20061004291
公開日2006年11月15日 申請日期2006年6月1日 優先權日2006年6月1日
發明者肖國春, 王兆安, 卓放 申請人:西安交通大學