專利名稱：基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器及其控制方法
基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電工技術(shù)中的電壓質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)交流電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，一方面，造成電能質(zhì)量問題的因素不斷增長；另一方面，各種復雜的、精密的、對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及，人們對電能質(zhì)量及可靠性的要求越來越高，上述問題的矛盾愈來愈突出。 電能質(zhì)量問題大多可以歸結(jié)為電壓質(zhì)量問題，特別是公共結(jié)點的電壓質(zhì)量問題。電網(wǎng)電壓存在的各種干擾，如電壓升高、跌落、瞬變、諧波等，將導致一些重要負載或?qū)﹄妷嘿|(zhì)量敏感設(shè)備的正常使用、性能降低、壽命縮短，還會造成一些生產(chǎn)設(shè)備無法正常運行、甚至損壞，嚴重的電壓質(zhì)量問題還有可能造成重大事故。目前，解決電壓質(zhì)量問題的一個傳統(tǒng)技術(shù)方法是采用交流穩(wěn)壓電源裝置。交流穩(wěn)壓電源在工礦企業(yè)、國防科研、醫(yī)療設(shè)備、家用電器等許多方面得到了廣泛應(yīng)用。經(jīng)過多年發(fā)展，交流穩(wěn)壓電源已成為電源技術(shù)的一個重要分支。但是現(xiàn)有的各種交流穩(wěn)壓電源還存在著明顯的不足。參數(shù)穩(wěn)壓器，它是根據(jù)穩(wěn)壓變壓器原理構(gòu)成的。優(yōu)點穩(wěn)壓范圍寬，具有一定的濾波能力；電路簡單，可靠性高。缺點負載適應(yīng)性差、對頻率變化敏感、體積大。大功率補償型穩(wěn)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。凈化型交流穩(wěn)壓器是利用可控硅移相形成可變電感，與主回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(xiàn)穩(wěn)壓，校正波形和抗干擾的功能。優(yōu)點效率高、動態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強，有一定濾波能力。缺點對頻率變化很敏感，負載適應(yīng)能力差?？偨Y(jié)上述幾種常見交流穩(wěn)壓電源的特點，它們的穩(wěn)壓性能都是非常好的，其性能基本上都是由無源參數(shù)的調(diào)整實現(xiàn)的，因而它們的濾波能力是非常有限的。而且無源參數(shù)對頻率非常敏感，這就導致上述幾種交流穩(wěn)壓電源在電網(wǎng)頻率波動的情況下，穩(wěn)壓性能變差且很容易與電網(wǎng)發(fā)生諧振，不能正常工作。現(xiàn)代電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置、設(shè)備等非線性負荷得到廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)中的電壓諧波含量越來越高，對電壓質(zhì)量影響日益嚴重，上述幾種交流穩(wěn)壓電源已不能滿足目前各種對電壓質(zhì)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(shù)的電壓質(zhì)量控制裝置。對于敏感負荷端，解決電壓質(zhì)量問題的一種直接有效措施是在電網(wǎng)和敏感負荷之間加裝串聯(lián)有源電壓質(zhì)量控制器，通過向電網(wǎng)注入補償電壓來保證敏感用戶端的電壓質(zhì)量。由于串聯(lián)裝置只需要補償系統(tǒng)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(wǎng)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(lián)有源電力濾波器、動態(tài)電壓恢復器及統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器等。串聯(lián)有源電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器(或控制器)可以針對負荷側(cè)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(xiàn)偏差時用來保證敏感用戶的供電電壓質(zhì)量，并且能夠抑制電網(wǎng)振蕩，是一種非常理想的電壓質(zhì)量控制裝置。但是，現(xiàn)有大多數(shù)串聯(lián)有源交流電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器都采用變壓器與電網(wǎng)進行耦合或隔離，以便將系統(tǒng)所需補償電壓耦合到電網(wǎng)或與電網(wǎng)進行電氣隔離。變壓器體積大，造價高，成為了裝置的主要部件。并且制造變壓器最基本的重要材料鐵、銅等是不可再生資源。我國的礦產(chǎn)資源未來將全面短缺，將增加對進口的依賴程度。因而變壓器未來將越來越少，也越來越貴。所以研制無變壓器耦合或隔離的串聯(lián)有源交流電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器，不論從提高裝置效率，減小裝置的體積、造價，還是節(jié)約資源均具有重要的現(xiàn)實意義。請參閱圖I所示，為現(xiàn)有的無變壓器串聯(lián)有源交流電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器的拓撲結(jié)構(gòu)圖，但是，該調(diào)節(jié)器的補償能力有限，且受電網(wǎng)影響較大。

鑒于以上缺陷，實有必要提供一種可以解決上述技術(shù)問題的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)
量調(diào)節(jié)器。

發(fā)明內(nèi)容針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器及其控制方法，大大提高了無變壓器串聯(lián)有源交流電壓質(zhì)量控制器的補償能力、減小了電網(wǎng)對補償能力的影響。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器，包括電源、逆變裝置、電容儲能裝置、輸出濾波電感、可控整流裝置、整流濾波電感、負載、輸出濾波電容、旁路開關(guān)及對上述各部件進行檢測和控制的控制系統(tǒng)；所述逆變裝置的輸入端與電源相連，輸出端并聯(lián)有電容儲能裝置和可控整流裝置；所述電容儲能裝置包括相互串聯(lián)的第一電容器和第二電容器，所述第一電容器和第二電容器之間的結(jié)點與負載之間串聯(lián)所述輸出濾波電感；所述可控整流裝置包括相互串聯(lián)的第一晶閘管和第二晶閘管，所述整流濾波電感的一端與可控整流裝置相連，另一端與電源相連；所述負載的一端與電源相連，另一端與旁路開關(guān)相連，所述旁路開關(guān)的另一端與電源相連；所述輸出濾波電容并聯(lián)在所述旁路開關(guān)的兩端。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述逆變裝置包括相互串聯(lián)的第一全控型電力電子器件和第二全控型電力電子器件；作為本發(fā)明的優(yōu)先實施例，所述第一全控型電力電子器件和第二全控型電力電子器件包括絕緣柵雙極晶體管，其內(nèi)含反并聯(lián)二極管；作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述控制系統(tǒng)包括電容儲能裝置的直流電壓控制單元和負載電壓控制單元，所述負載電壓控制單元包括依次串聯(lián)連接的瞬時電壓生成器、第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器、PWM控制器及執(zhí)行器，以及濾波與負載回路；所述電容儲能裝置的直流電壓控制單元包括第三調(diào)節(jié)器、第四調(diào)節(jié)器、充電回路控制器以及移相控制器；檢測的電源電壓Vs、給定的額定負載電SVn和移相控制器輸出的移相控制信號為瞬時電壓生成器的輸入，瞬時電壓生成器的輸出是負載瞬時參考電壓Vref ;負載瞬時參考電壓與負載電壓八之差為第一調(diào)節(jié)器的輸入，其輸出與輸出濾波電感Lfl的電流Im之差為第二調(diào)節(jié)器的輸入；電源電壓\與負載瞬時參考電壓之差形成的前饋信號與第二調(diào)節(jié)器的輸出共同構(gòu)成脈沖寬度調(diào)制控制器及執(zhí)行器的輸入信號，以控制逆變裝置；脈沖寬度調(diào)制控制器及執(zhí)行器的輸出結(jié)果再經(jīng)過濾波與負載回路得到經(jīng)控制調(diào)節(jié)后的負載電壓V。一種基于上述基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器的控制方法，首先，檢測電源電壓Vs、負載電壓第一電容器電SVa、第二電容器電壓Vc2、負載電流込、輸出濾波電感的電流Im ;如果檢測的電源的電壓高于負載所需額定電壓，關(guān)閉可控整流裝置，電容儲能裝置上的電壓由逆變裝置控制；如果電源的電壓低于負載所需額定電壓，通過對可控整流裝置的控制，對電容儲能裝置補充有功功率，維持電容儲能裝置上逆變裝置所需的直流電壓；如果檢測的電源的電壓低于負載所需額定電壓，同時負載的功率因數(shù)小于1，若電源所能提供的最大有功功率大于負載所需的有功功率和裝置本身的損耗，關(guān)閉可控整流裝置，通過對逆變裝置的控制，提高電源的功率因數(shù)，以對電容儲能裝置充電，對電容儲能裝置補充有功功率，維持逆變裝置所需的直流電壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器及其控制方法至少具有以下優(yōu)點(I)本發(fā)明逆變裝置和電容儲能裝置是串聯(lián)在電源和負載之間，因而僅對引起電壓質(zhì)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??；(2)本發(fā)明逆變裝置、電容儲能裝置和可控整流裝置未經(jīng)變壓器隔離或耦合，因而構(gòu)成交流電壓質(zhì)量控制器的結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低、效率高；(3)電容儲能裝置的升壓充電回路寄生在逆變裝置中，并且可以根據(jù)負載補償需要由可控整流裝置對電容儲能裝置的充電狀況進行控制，提高了裝置的補償范圍和效率。

圖I為現(xiàn)有的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器原理圖；圖2為本發(fā)明無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器原理圖；圖3為本發(fā)明調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為現(xiàn)有無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器補償電壓波動時的實驗波形圖；圖5為本發(fā)明無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器補償電壓波動時的實驗波形圖。
具體實施方式本發(fā)明調(diào)節(jié)器的單相電路拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示。主要由電源I、逆變裝置2、電容儲能裝置3、輸出濾波電感4、可控整流裝置5、整流濾波電感6、負載7、輸出濾波電容8、旁路開關(guān)9及控制系統(tǒng)10組成。逆變裝置2的輸入端與電源I相連，輸出端與電容儲能裝置3相連；電容儲能裝置3的輸出端與輸出濾波電感4相連，輸入端與逆變裝置2相連；輸出濾波電感4 一端與電容儲能裝置3相連，另一端與負載7相連；可控整流裝置5的兩端與電容儲能裝置3相連，另一端與整流濾波電感6 ;整流濾波電感6的一端與可控整流裝置5相連，另一端與電源I相連；負載7的一端與電源I相連，另一端與旁路開關(guān)9相連；旁路開關(guān)9 一端與電源I相連，另一端與負載7相連；輸出濾波電容8的兩端與旁路開關(guān)9的兩端并聯(lián)；控制系統(tǒng)10與電源I、逆變裝置2、電容儲能裝置3、輸出濾波電感4、可控整流裝置5、整流濾波電感6、負載7、輸出濾波電容8、旁路開關(guān)9各個部分相連，對上述各部分進行檢測、保護和控制。
所述逆變裝置2由第一全控型電力電子器件(如絕緣柵雙極晶體管IGBT，其內(nèi)含反并聯(lián)二極管)V1和第二全控型電力電子器件V2構(gòu)成；電容儲能裝置3由第一電容器Cl和第二電容器C2構(gòu)成；可控整流裝置5由第一晶閘管V3和第二晶閘管V4組成，可以對充電狀況進行控制；旁路開關(guān)9可以是機械開關(guān)(如接觸器)也可以是快速的電力電子開關(guān)(如雙向晶閘管等)及它們的組合。具體說，所述第一全控型電力電子器件Vl的發(fā)射極與第二全控型電力電子器件V2的集電極相連，所述第一全控型電力電子器件Vl的集電極和第二全控型電力電子器件V2的發(fā)射極分別與電容儲能裝置的第一電容器Cl的正極和第二電容器C2的負極相連，進一步，所述第一全控型電力電子器件Vl的發(fā)射極和第二全控型電力電子器件V2的集電極之間的結(jié)點與電源相連；所述輸出濾波電感4的一端連接在第一電容器Cl的負極和第二電容器C2的正極之間的結(jié)點，另一端與負載7相連；所述第一晶閘管V3的陽極和第二晶閘管V4的陰極相連，所述整流濾波電感6的一端與電源相連，另一端連接在第一晶閘管V3的陽極和第二晶閘管V4的負極之間的結(jié)點。

充電回路采用了可控方式，這里采用第一晶閘管V3和第二晶閘管V4，可以根據(jù)負載補償所需電壓對電容儲能裝置3的充電狀況進行控制，提高裝置的補償能力和效率。當電源I的電壓高于負載7所需額定電壓時，關(guān)閉可控整流裝置5，此時，電容儲能裝置3上的電壓由逆變裝置2控制。當電源I的電壓低于負載7所需額定電壓時，通過對可控整流裝置5的控制，對電容儲能裝置3補充有功功率，維持電容儲能裝置3上逆變裝置2所需的直流電壓。另外，當電源I的電壓低于負載7所需額定電壓，而負載7的功率因數(shù)小于I (感性)時，若電源I所能提供的最大有功功率大于負載7所需的有功功率和裝置本身的各種損耗時，也可關(guān)閉可控整流裝置5。這時通過對逆變裝置2的控制，適當提高電源I的功率因數(shù)，可以對電容儲能裝置3充電，對電容儲能裝置3補充有功功率能夠維持逆變裝置2所需直流電壓。參照圖3所示，本發(fā)明控制系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成，即電容儲能裝置3的直流電壓控制和負載電壓控制。所發(fā)明的串聯(lián)交流電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器控制需要檢測的物理量有電源電壓Vs(圖2中的ab間電壓)、負載電壓\(圖2中的cb間電壓)、第一電容器Cl電壓Vci (圖2中的de間電壓)、第二電容器C2電壓Vc2(圖2中的eg間電壓)、負載電流Ilj、輸出濾波電感Lfl的電流Im。由檢測的電源電壓Vs、給定的額定負載電壓Vn(如220V)和移相控制器14輸出的移相控制信號作為瞬時電壓生成器15的輸入,其輸出是負載瞬時參考電壓Vraf。負載瞬時參考電壓與負載電壓Vlj之差作為第一調(diào)節(jié)器16的輸入,其輸出與輸出濾波電感Lfl的電流Im之差作為第二調(diào)節(jié)器17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第二調(diào)節(jié)器17的輸出共同構(gòu)成PWM (脈沖寬度調(diào)制)控制器及執(zhí)行器18的輸入信號，控制逆變裝置2。所述PWM控制器及執(zhí)行器18包含控制逆變裝置2。PWM控制器及執(zhí)行器18的輸出結(jié)果再經(jīng)過濾波與負載回路19得到經(jīng)控制調(diào)節(jié)后的負載電壓V。這部分是負載電壓控制。除這里給出電壓、電流雙閉環(huán)加缺損電壓前饋控制方法外，為了提高輸出電壓質(zhì)量，還可采用重復控制和諧振控制等方法。由檢測的電源電壓Vs與負載瞬時參考電壓V,ef之差作為第三調(diào)節(jié)器11的輸入，第三調(diào)節(jié)器11輸出與第一儲能電容器Cl或第二儲能電容器C2的直流電壓Va或\2之差作為第四調(diào)節(jié)器12的輸入，第四調(diào)節(jié)器12的輸出分兩路，一路作為充電回路控制器13的輸入，另一路作為移相控制器14的輸入。所述充電回路控制器13的輸出信號對可控整流裝置5的第一晶閘管V3和第二晶閘管V4進行控制，調(diào)節(jié)第一儲能電容器Cl和第二儲能電容器C2的直流電壓。所述充電回路控制器13包含可控整流裝置5。移相控制器14的輸出可以得到移相控制信號并作為瞬時電壓生成器15的一個輸入。控制系統(tǒng)還包括保護、驅(qū)動、隔離電路等電路。本發(fā)明的無變壓器串聯(lián)交流電壓質(zhì)量控制器和控制有如下特點(I)對交流電壓質(zhì)量進行調(diào)節(jié)和控制的逆變裝置2和電容儲能裝置3是串聯(lián)在電源I和負載7之間，因而僅對引起電壓質(zhì)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(gòu)成交流電壓質(zhì)量控制器的體積小、變換效率高。

(2)逆變裝置2、電容儲能裝置3和可控整流裝置5未經(jīng)變壓器隔離或耦合，因而構(gòu)成交流電壓質(zhì)量控制器的結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低、效率高。(3)電容儲能裝置3的升壓充電回路寄生在逆變裝置2中，并且可以根據(jù)負載補償需要由可控整流裝置5對電容儲能裝置3的充電狀況進行控制，提高了裝置的補償范圍和效率。(4)當逆變裝置2、電容儲能裝置3、輸出濾波電感4、可控整流裝置5和整流濾波電感6中任何一個出現(xiàn)故障，串聯(lián)電壓質(zhì)量控制器不能正常工作時，控制旁路開關(guān)9使其閉合，可將電源I的能量未經(jīng)調(diào)節(jié)直接輸出到負載7，保證負載7的電能不中斷，這是一個應(yīng)急措施。由三個本發(fā)明的單相電路拓撲結(jié)構(gòu)分別與三相電源相連就可以構(gòu)成低壓配電系統(tǒng)用的三相四線制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用三套圖3所示的控制系統(tǒng)框圖，可對三相系統(tǒng)分別獨立控制。實驗驗證當電源在80疒250V(rms)間周期性變化時，現(xiàn)有無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器(如圖I所示)補償電壓波動時的實驗波形如圖4所示。圖中，Vs為電源電壓，'為負載電壓，Vd。為直流側(cè)儲能電容器電壓。從圖中可以明顯看出，當電源電壓較低時，現(xiàn)有無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器無法補償負載所需的電壓(220V，rms)。在圖4所示同樣的電源電壓條件下，圖5是本發(fā)明的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器補償電壓波動時的實驗波形。從圖5中可以看出，在這種情況下，本發(fā)明的串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器可以有效地對負載電壓進行補償，使其達到負載所需額定電壓(220V，rms)，這說明所發(fā)明的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器補償能力得到了大大提高。以上所述僅為本發(fā)明的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器，其特征在于包括電源(I)、逆變裝置(2)、電容儲能裝置(3)、輸出濾波電感(4)、可控整流裝置(5)、整流濾波電感(6)、負載(7)、輸出濾波電容(8)、旁路開關(guān)(9)及對上述各部件進行檢測和控制的控制系統(tǒng)(10);所述逆變裝置(2)的輸入端與電源(I)相連，輸出端并聯(lián)有電容儲能裝置(3)和可控整流裝置(5);所述電容儲能裝置(3)包括相互串聯(lián)的第一電容器(Cl)和第二電容器(C2)，所述第一電容器和第二電容器之間的結(jié)點與負載(7)之間串聯(lián)所述輸出濾波電感(4 );所述可控整流裝置(5 )包括相互串聯(lián)的第一晶閘管(V3 )和第二晶閘管(V4 )，所述整流濾波電感(6)的一端與可控整流裝置(5)相連，另一端與電源(I)相連；所述負載(7)的一端與電源(I)相連，另一端與旁路開關(guān)(9)相連，所述旁路開關(guān)(9)的另一端與電源(I)相連；所述輸出濾波電容(8)并聯(lián)在所述旁路開關(guān)(9)的兩端。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器，其特征在于所述逆變裝置(2 )包括相互串聯(lián)的第一全控型電力電子器件和第二全控型電力電子器件。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器，其特征在于所述第一全控型電力電子器件和第二全控型電力電子器件包括絕緣柵雙極晶體管，其內(nèi)含反并聯(lián)二極管。
4.如權(quán)利要求I所述的一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括電容儲能裝置的直流電壓控制單元和負載電壓控制單元，所述負載電壓控制單元包括依次串聯(lián)連接的瞬時電壓生成器(15)、第一調(diào)節(jié)器(16)、第二調(diào)節(jié)器(17)、PWM控制器及執(zhí)行器(18)，以及濾波與負載回路(19);所述電容儲能裝置的直流電壓控制單元包括第三調(diào)節(jié)器(11)、第四調(diào)節(jié)器(12)、充電回路控制器(13)以及移相控制器(14);檢測的電源電壓(Vs)、給定的額定負載電壓(Vn)和移相控制器(14)輸出的移相控制信號為瞬時電壓生成器(15)的輸入，瞬時電壓生成器(15)的輸出是負載瞬時參考電壓(U ;負載瞬時參考電壓(Vref)與負載電壓(VJ之差為第一調(diào)節(jié)器(16)的輸入，其輸出與輸出濾波電感(Lfl)的電流(Im)之差為第二調(diào)節(jié)器(17)的輸入；電源電壓(Vs)與負載瞬時參考電壓(VMf)之差形成的前饋信號與第二調(diào)節(jié)器(17)的輸出共同構(gòu)成脈沖寬度調(diào)制控制器及執(zhí)行器(18)的輸入信號，以控制逆變裝置(2);脈沖寬度調(diào)制控制器及執(zhí)行器(18)的輸出結(jié)果再經(jīng)過濾波與負載回路(19)得到經(jīng)控制調(diào)節(jié)后的負載電壓(八’)。
5.如權(quán)利要求I所述的一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器的控制方法，其特征在于 首先，檢測電源電壓(vs)、負載電壓(\)、第一電容器(Cl)電壓(Va)、第二電容器(C2)電壓(Vc2)、負載電流(IJ、輸出濾波電感(Lfl)的電流(Im)； 如果檢測的電源(I)的電壓高于負載(7)所需額定電壓，關(guān)閉可控整流裝置(5)，電容儲能裝置(3 )上的電壓由逆變裝置(2 )控制； 如果電源(I)的電壓低于負載(7 )所需額定電壓，通過對可控整流裝置(5 )的控制，對電容儲能裝置(3)補充有功功率，維持電容儲能裝置(3)上逆變裝置(2)所需的直流電壓； 如果檢測的電源(I)的電壓低于負載(7)所需額定電壓，同時負載(7)的功率因數(shù)小于·1，若電源(I)所能提供的最大有功功率大于負載(7)所需的有功功率和裝置本身的損耗，關(guān)閉可控整流裝置(5)，通過對逆變裝置(2)的控制，提高電源(I)的功率因數(shù)，以對電容儲能裝置(3)充電，對電容儲能裝置(3)補充有功功率，維持逆變裝置(2)所需的直流電壓?！?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于寄生升壓電路的無變壓器串聯(lián)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)器及其控制方法，包括電源、逆變裝置、電容儲能裝置、輸出濾波電感、可控整流裝置、整流濾波電感、負載、輸出濾波電容、旁路開關(guān)及控制系統(tǒng)。其中，逆變裝置和電容儲能裝置是串聯(lián)在電源和負載之間，因而僅對引起電壓質(zhì)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??；電容儲能裝置的升壓充電回路寄生在逆變裝置中，并且可以根據(jù)負載補償需要由可控整流裝置對電容儲能裝置的充電狀況進行控制，提高了裝置的補償范圍和效率。
文檔編號H02M5/458GK102769389SQ20121025775
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者盧勇, 肖國春 申請人:西安交通大學