[发明专利]链式无功发生器中功率单元的两级降压式控制电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种链式无功发生器中功率单元的控制电源，属于电气自动化设备领域。

背景技术

链式无功发生器(又称为链式SVG或链式STATCOM)是采用链式变流器构成的静止型 动态无功补偿装置。链式变流器由多个功率单元组成，每个单元的直流侧相互独立，每个单 元的交流侧经串联构成高压多电平输出，具有接入高压电网时无需滤波环节和高压变压器的 优点。

由于链式无功发生器常用于输出较高交流电压的应用场合，使得其中的功率单元的控制 电源供电困难。如果从链式无功发生器外部的电网侧供电，其隔离变压器需要解决高耐压和 低局放问题，使得控制电源的制作难度和制作成本增加。因此，需要寻找一种高可靠、低成 本且满足功率单元冗余工作要求的控制电源供电方式。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足而提供链式无功发生器的功率单元控制电源装置， 解决常用的功率单元控制电源装置所固有的隔离变压器高绝缘耐压实现困难及造价高等缺 点。

本发明提出的链式无功发生器中功率单元的两级降压式控制电源，包括：作为前级的第 一降压式高频逆变电路、第二降压式高频逆变电路、第三降压式高频逆变电路和作为后级的 直流稳压电源；设无功发生器的每相变流电路从上到下由N个功率单元串联组成，最上端功 率单元为功率单元1，最下端功率单元为功率单元N，则对于功率单元2到功率单元N-1中 的任一个功率单元X，所述的第二降压式高频逆变电路的输入端接到相邻的上边功率单元X-1 的直流电容器上，所述的第一降压式高频逆变电路的输入端接到本功率单元的直流电容器上， 所述的第三降压式高频逆变电路的输入端接到相邻的下边功率单元X+1的直流电容器上；对 于功率单元1，所述的第一降压式高频逆变电路的输入端接到本功率单元的直流电容器上， 所述的第二降压式高频逆变电路的输入端接到相邻下边功率单元2的直流电容器上，所述的 第三降压式高频逆变电路的输入端接到相邻下边功率单元3的直流电容器上；对于功率单元 N，所述的第一降压式高频逆变电路的输入端接到本功率单元的直流电容器上，所述的第二 降压式高频逆变电路的输入端接到相邻上边功率单元N-1的直流电容器上，所述的第三降压 式高频逆变电路的输入端接到相邻上边功率单元N-2的直流电容器上；所述的后级直流稳压 电源具有三个单相高频交流输入端和一个直流输出端，所述的第一降压式高频逆变电路、第 二降压式高频逆变电路和第三降压式高频逆变电路的交流输出端分别接到所述的后级直流稳 压电源的三个单相高频交流输入端。

在上述控制电源中，所述的前级降压式高频逆变电路包括一个固定占空比的高频DC/AC 逆变电路和一个高频降压变压器。前级降压式高频逆变电路的输入端接到所对应的功率单元 的直流电容器上，前级降压式高频逆变电路的输出端接到所述的后级直流稳压电源输入端。

在上述控制电源中，所述的后级直流稳压电源包括三个单相高频整流桥和一个DC/DC变 换器。所述的后级直流稳压电源的三个单相高频交流输入端分别接到所述的三个降压式高频 逆变电路的输出端，所述的三个单相高频整流桥的直流输出端分别并联接到一起后，接到所 述的DC/DC稳压变换器的直流输入端，所述的DC/DC稳压变换器的直流输出端接到所述的 直流稳压电源的直流输出端，作为本功率单元的控制电源。

本发明提出的链式无功发生器中功率单元的两级降压式控制电源，采用本功率单元及相 邻的两个功率单元的直流电容器电压作为前级降压式高频逆变电路的输入电源，前级降压式 高频逆变电路采用固定占空比开环控制的高频DC/AC变换电路，经过高频降压式隔离变压器 得到三路电压等级适中的高频交流输出，经后级直流稳压电源变换后为本功率单元提供控制 电源。高频隔离变压器承受绝缘电压低、体积小、重量轻，使控制电源装置中的隔离电路成 本降低，且前后级功率电路的参数可分别得以优化选取设计。另外，采用三套前级降压式高 频逆变电路并联供电的方式，可以满足每相两个功率单元冗余工作的要求，使控制电源可靠 性大幅度提高。

附图说明

图1是链式无功发生器中功率单元1的控制电源的电路图。

图2是链式无功发生器中功率单元2至功率单元N-1的控制电源的电路图。

图3是链式无功发生器中功率单元N的控制电源的电路图。

图4是本发明中前级降压式高频逆变电路的电路原理图。

图5是本发明中后级直流稳压电源的电路原理图。