轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路，包括多个并联的级联H桥型逆变单元、与各级联H桥型逆变单元的电压源侧并联的直流侧供能单元；各级联H桥型逆变单元的输出侧分别并联有电压补偿轮换开关和电流补偿轮换开关，且每个电压补偿轮换开关的两端分别串联有两个电压支路切换开关，每个电流补偿轮换开关的两端也分别串联有两个电流支路切换开关；直流侧供能单元用于为各级联H桥型逆变单元供电。本实用新型专利技术能够根据电压补偿量进行轮换式电压补偿，提高直流侧利用率；并能够对电网进行电压补偿和有源谐波电流补偿，解决了电网的主电路中存在的电压波动和谐波电流等问题，并为负载提供可靠稳定的电能供给。

【技术实现步骤摘要】
轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路
本技术涉及电力电子应用
，具体涉及一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路。
技术介绍
随着电力电子装置的广泛应用，分布式能源的大量接入，电力电路的电能质量问题日趋严重，严重威胁电网的安全运行和电力设备的正常使用。其中，电压跌落问题会造成电路中大量敏感设备工作失常，带来无法估计的损失；而谐波电流问题会使电路损耗增加，继保装置误动作等，高电压等级的电网对电流谐波的要求则更高。动态电压恢复器串联在电网和敏感负载之间，可以稳定敏感负荷侧的电压，因此动态电压恢复器成为解决电压跌落问题最常用的电力设备。对于谐波电流，有源滤波器具有动态响应快，补偿频带宽的优点，是理想的谐波抑制方法。而级联H桥型逆变器利用叠加的电平来逼近正弦波，开关损耗小，电压变化率低，易于模块化，所以这种结构被广泛使用。但是采用固定级联数的动态电压恢复器进行电压补偿，当电压补偿量较小时，会造成直流侧利用率不高的问题。而且，此时的动态电压恢复器无法同时对谐波电流进行补偿。另外，在高电压电路中，IGBT长时间工作在高频、高温状态，是易损坏的器件，因此，如何能够进行切除和替换故障级联H桥型逆变单元也成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术提供一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路，能够根据电压补偿量进行轮换式电压补偿，提高直流侧利用率；并能够对电网进行电压补偿和有源谐波电流补偿，解决了电网的主电路中存在的电压波动和谐波电流等问题，并为负载提供可靠稳定的电能供给。为解决上述技术问题，本技术提供以下技术方案：本技术提供了一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路，所述动态电压恢复及有源滤波电路包括：多个并联的级联H桥型逆变单元，以及，与各所述级联H桥型逆变单元的电压源侧并联的直流侧供能单元；各所述级联H桥型逆变单元的输出侧分别并联有电压补偿轮换开关和电流补偿轮换开关，且每个所述电压补偿轮换开关的两端分别串联有两个电压支路切换开关，每个所述电流补偿轮换开关的两端也分别串联有两个电流支路切换开关；所述直流侧供能单元用于为各所述级联H桥型逆变单元供电；在所述动态电压恢复及有源滤波电路串联在电网的主电路中时，通过控制所述电压补偿轮换开关、电流补偿轮换开关、电压支路切换开关和电流支路切换开关轮换式导通或关断，使得各对应的所述级联H桥型逆变单元对所述主电路进行电压补偿和/或谐波电流补偿。进一步地，所述级联H桥型逆变单元包括：相互并联的第一逆变子电路、第二逆变子电路和子直流电压源；所述子直流电压源与直流侧供能单元并联。进一步地，所述第一逆变子电路和第二逆变子电路均包括两个串联的逆变器；所述第一逆变子电路上的两个逆变器之间的连接部分、与所述第二逆变子电路上的两个逆变器之间的连接部分之间组成所述级联H桥型逆变单元的输出侧。进一步地，所述直流侧供能单元包括：相互并联的直流电压源、逆变子单元、隔离变压器和整流单元；所述整流单元与各所述子直流电压源并联。进一步地，所述整流单元包括多个整流子单元，且一个所述整流子单元与一个所述子直流电压源并联。进一步地，所述逆变子单元包括并联的两条逆变支路，且每个所述逆变支路上均串联有两个逆变器。进一步地，所述级联H桥型逆变单元的数量等于或大于4个。由上述技术方案可知，本技术所述的一种换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路，其中的电路包括：多个并联的级联H桥型逆变单元、与各级联H桥型逆变单元的电压源侧并联的直流侧供能单元；各级联H桥型逆变单元的输出侧分别并联有电压补偿轮换开关和电流补偿轮换开关，且每个电压补偿轮换开关的两端分别串联有两个电压支路切换开关，每个电流补偿轮换开关的两端也分别串联有两个电流支路切换开关；直流侧供能单元用于为各级联H桥型逆变单元供电。本技术能够根据电压补偿量进行轮换式电压补偿，提高直流侧利用率；并能够对电网进行电压补偿和有源谐波电流补偿，解决了电网的主电路中存在的电压波动和谐波电流等问题，并为负载提供可靠稳定的电能供给。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术的一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路的示意图；图2是本技术的动态电压恢复及有源滤波电路中的级联H桥型逆变单元Si的示意图；图3是本技术的动态电压恢复及有源滤波电路中的直流侧供能单元2的结构示意图；图4是本技术的应用实例中的动态电压恢复及有源滤波电路的示意图；图5是本技术的应用实例中的轮换式4级联H桥型动态电压恢复器与有源滤波电路的示意图；图6是本技术的一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波方法的一种具体实施方式的流程示意图；图7是轮换式4级联复用电路对最大电压补偿量为20％的轮换工作流程图；图8是轮换式4级联复用电路的故障恢复流程图。其中，Si-级联H桥型逆变单元；2-直流侧供能单元；Ki-电压补偿轮换开关；Qi-电流补偿轮换开关；KMi-电压支路切换开关；KAi-电流支路切换开关；11-第一逆变子电路；12-第二逆变子电路；Ei-子直流电压源；Sij-逆变器；E-直流电压源；21-逆变子单元；T-隔离变压器；22-整流单元；221-整流子单元；i为1到W中的任意整数值，j为1到4中的任意整数值；w为级联H桥型逆变单元的总数。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的实施例一提供了一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路的具体实施方式，参见图1，所述动态电压恢复及有源滤波电路具体包括如下内容：多个并联的级联H桥型逆变单元Si，以及，与各所述级联H桥型逆变单元Si的电压源侧并联的直流侧供能单元2；各所述级联H桥型逆变单元Si的输出侧分别并联有电压补偿轮换开关Ki和电流补偿轮换开关Qi，且每个所述电压补偿轮换开关Ki的两端分别串联有两个电压支路切换开关KMi，每个所述电流补偿轮换开关Qi的两端也分别串联有两个电流支路切换开关KAi；所述直流侧供能单元2用于为各所述级联H桥型逆变单元Si供电。在所述动态电压恢复及有源滤波电路串联在电网的主电路中时，通过控制所述电压补偿轮换开关Ki、电流补偿轮换开关Qi、电压支路切换开关KMi和电流支路切换开关KAi轮换式导通或关断，使得各对应的所述级联H桥型逆变单元Si对所述主电路进行电压补偿和/或谐波电流补偿。可以理解的是，在应用动态电压恢复及有源滤波电路对电网的主电路进行动态电压恢复及有源滤波时，先将所述动态电压恢复及有源滤波电路进行初始化设置；再检测电网当前的电网电压，并根据检测到的所述电网电压和预设的电网电压参考值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路，其特征在于，所述动态电压恢复及有源滤波电路包括：多个并联的级联H桥型逆变单元，以及，与各所述级联H桥型逆变单元的电压源侧并联的直流侧供能单元；各所述级联H桥型逆变单元的输出侧分别并联有电压补偿轮换开关和电流补偿轮换开关，且每个所述电压补偿轮换开关的两端分别串联有两个电压支路切换开关，每个所述电流补偿轮换开关的两端也分别串联有两个电流支路切换开关；所述直流侧供能单元用于为各所述级联H桥型逆变单元供电；在所述动态电压恢复及有源滤波电路串联在电网的主电路中时，通过控制所述电压补偿轮换开关、电流补偿轮换开关、电压支路切换开关和电流支路切换开关轮换式导通或关断，使得各对应的所述级联H桥型逆变单元对所述主电路进行电压补偿和/或谐波电流补偿。

【技术特征摘要】
1.一种轮换式级联H桥型动态电压恢复及有源滤波电路，其特征在于，所述动态电压恢复及有源滤波电路包括：多个并联的级联H桥型逆变单元，以及，与各所述级联H桥型逆变单元的电压源侧并联的直流侧供能单元；各所述级联H桥型逆变单元的输出侧分别并联有电压补偿轮换开关和电流补偿轮换开关，且每个所述电压补偿轮换开关的两端分别串联有两个电压支路切换开关，每个所述电流补偿轮换开关的两端也分别串联有两个电流支路切换开关；所述直流侧供能单元用于为各所述级联H桥型逆变单元供电；在所述动态电压恢复及有源滤波电路串联在电网的主电路中时，通过控制所述电压补偿轮换开关、电流补偿轮换开关、电压支路切换开关和电流支路切换开关轮换式导通或关断，使得各对应的所述级联H桥型逆变单元对所述主电路进行电压补偿和/或谐波电流补偿。2.根据权利要求1所述的动态电压恢复及有源滤波电路，其特征在于，所述级联H桥型逆变单元包括：相互并联的第一逆变子电路、第二逆变子电路和子直流电压源；所述子直流电压源与...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜飞，涂春鸣，郭祺，孙勇，张丽，李浩，吴震宇，李印宜，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43