[发明专利]二极管箝位级联多电平STATCOM的直流电压平衡控制系统

权利要求书

1、一种二极管箝位级联多电平STATCOM的直流电压平衡控制系统，包括交流电压源和外部电力系统，其特征在于该系统由整流电路、两个直流储能单元、两个保护电路、由两个二极管箝位三电平逆变电路级联构成的二极管箝位级联九电平逆变器、两个直流隔离单元及三绕组隔离变压器组成；其中，所说的整流电路输入端与交流电压源的输出端连接，其输出端连接两个直流储能单元的输入端，将整流电路输出的总直流电压分成两个直流电压源；所说的两个直流储能单元的输出端分别经一个保护电路与一个二极管箝位三电平逆变电路相连接；所说的二极管箝位级联九电平逆变器由两个三电平逆变电路级联构成，且两个三电平逆变电路输出端分别与一个直流隔离单元的输入端连接；所说的两个直流隔离单元的输出端与三绕组隔离变压器的输入端连接；所说的三绕组隔离变压器的输出端与外部电力系统连接。

2、根据权利要求1中所述一种二极管箝位级联多电平STATCOM的直流电压平衡控制系统，其特征在于所说的整流电路由一组将采集的交流电压变换为直流电压的整流桥和平波电抗器构成；其中，所说的整流桥输入端与交流电压源的输出端连接，其输出端经过平波电抗器与所说的直流储能单元的输入端连接。

3、根据权利要求1或2中所述一种二极管箝位级联多电平STATCOM的直流电压平衡控制系统，其特征在于所说的两个直流储能单元分别由一个直流分压电容和一个辅助控制电路构成；其中，所说的两个直流储能单元对应的两个直流分压电容的一端相连在一起并连接到两个三电平逆变电路中一个逆变电路的直流负端和另一个逆变电路的直流正端，另一端分别接到直流电压源正母线和直流电压源负母线上；所说的辅助控制电路的输入端与直流分压电容的输出端连接，接受直流分压电容两端的电压，其输出端则连接二极管箝位级联九电平逆变器的输入端，为二极管箝位级联九电平逆变器提供控制信号。

4、根据权利要求1中所述一种二极管箝位级联多电平STATCOM的直流电压平衡控制系统，其特征在于所说的两个保护电路分别由IGBT、二极管和吸收电路构成；其中，所说的二极管反并联在IGBT的两端，所说的吸收电路与IGBT并联连接；且其中一个保护电路中的二极管的阴极和IGBT的漏极连接到直流电压源正母线上，另一个保护电路中的二极管的阳极和IGBT的源极连接到直流电压源负母线上。

5、根据权利要求1中所述一种二极管箝位级联多电平STATCOM的直流电压平衡控制系统，其特征在于所说的二极管箝位级联九电平逆变器由两个二极管箝位三电平逆变电路级联构成；所说的两个二极管箝位三电平逆变电路输出端分别由左交流输出端和右交流输出端构成；其中一个二极管箝位三电平逆变电路的直流负端与另一个二极管箝位三电平逆变电路的直流正端及两个直流分压电容的中间互连节点连接；所说的两个二极管箝位三电平逆变电路分别由8个IGBT、8个二极管、8个吸收电路、4个电容和4个箝位二极管构成；其中，所说的每个二极管分别反并联在每个IGBT的两端，所说的每个吸收电路与每个IGBT并联连接；其中的4个IGBT串联，一端连接到直流电压源正母线上，另一端与两个直流分压电容的中间互连节点连接，2个箝位二极管串联并连接到中间2个IGBT的两端，2个电容串联并连接到4个IGBT的两端；另外4个IGBT串联，一端连接到直流电压源负母线上，另一端与两个直流分压电容的中间互连节点连接，2个箝位二极管串联并连接到中间2个IGBT的两端，2个电容串联并连接到4个IGBT的两端。

6、根据权利要求1中所述一种二极管箝位级联多电平STATCOM的直流电压平衡控制系统，其特征在于所说的三绕组隔离变压器是一个用于将两个二极管箝位三电平逆变电路输出的方波交流电压隔离、耦合成一个交流电压并输出的三绕组隔离变压器，它是由两个原边绕组和一个副边绕组构成，且每个绕组都有1号和2号两个接线端；其中，所说的两个原边绕组的1号接线端为同名端；所说的两个原边绕组的2号接线端分别接到两个三电平逆变电路的右交流输出端；所说的副边绕组则与外部电力系统连接。

7、根据权利要求1中所述一种二极管箝位级联多电平STATCOM的直流电压平衡控制系统，其特征在于所说的两个直流隔离单元分别由一个用于将三电平逆变电路输出的方波交流电压中的直流分量滤除掉，以防止隔离变压器饱和的直流隔离电容构成；两个直流隔离单元的直流隔离电容一端分别与两个三电平逆变电路的左交流输出端连接；另一端则分别与三绕组隔离变压器中两个原边绕组的1号接线端连接。