[发明专利]基于晶闸管的静止无功发生器控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子静止无功发生器技术。

背景技术

与静止无功补偿装置(SVC)相比，由于静止无功发生器(SVG)具有体积小、重量轻、调节速度快、运行范围宽、谐波含量低等优点，自上世纪八十年代投入商业运行以来，得到了迅速应用和发展。但另一方面，由于SVG的控制系统和控制方法比SVC复杂，主回路开关器件需使用全控型器件，且器件数量多、容量大，所以其价格仍比使用晶闸管的SVC高得多，价格的劣势也制约了SVG发展的进程。

SVG应用的初期，曾经在很短的时期内采用过晶闸管作为主开关器件，但随着电力电子器件的发展，门极关断(GTO)晶闸管等全控型器件出现后，SVG毫无例外地采用了全控型器件作为主开关器件，并因此而获得了更好的控制性能。此后，SVG成了全控型器件的一统天下，近三十年来有关基于晶闸管的SVG的研究已经绝迹于科技出版物。

由于晶闸管具有耐受电压高、额定导通电流大、效率高、可靠性好等优点，自其问世以来就一直获得了广泛的应用，虽然由于存在半控的特性而限制了它的应用范围，但实际应用结果表明，晶闸管仍是目前具有相当吸引力的电力电子器件之一，对其进行深入的应用研究具有重要的现实意义。若能在SVG中使用晶闸管作为主开关器件，发挥晶闸管容量大、耐压高、稳定性好、拓扑结构简单以及综合价格低的优势，则将会大大促进SVG的实际应用。

发明内容

本发明的研究对象是基于晶闸管的SVG系统。

本发明的目的是深入研究SVG系统变换机理、拓扑结构及控制技术，研发基于晶闸管的高性能SVG，促进SVG的发展和实际应用。

本发明的要点是在基于晶闸管的静止无功发生器的有功无功的四象限运行、谐波抑制和提高综合效率方面取得了突破性的进展。

本发明基于晶闸管的静止无功发生器控制方法的特征是由一个直流蓄能单元[1]，一个多电平直流电流控制及分配单元[2]，两个完全相同的6脉波晶闸管三相变流桥[3]和[4]，一个Y绕组[7]和二个互差30度的Y绕组[5]和△绕组[6]构成的移相变压器组成，采用非对称电流的控制策略，对两个三相变流桥[3]和[4]分别按(1)式和(2)式的特定变换规律进行控制，产生互不对称的，且相位也不相同的Y绕组[34]电流和△绕组[35]电流，使移相变压器输出侧Y形绕组[36]的电流为正弦波电流，有效的抑制了谐波，按(1)式和(2)式的特定变换规律控制Y三相变流桥和Δ三相变流桥，导致了Y三相变流桥和Δ三相变流桥内开关器件的电流按设定的三角波电流规律变化，在构成Y三相变流桥和Δ三相变流桥的开关器件为晶闸管时，施加三角波电流开始时给晶闸管门极触发信号，晶闸管开通，在三角波电流为零期间，晶闸管电流为零被强迫关断，即晶闸管开通受门极控制，三角波电流为零时晶闸管自行关断，两者的组合使晶闸管可以作为全控开关使用，晶闸管的全控化使触发角移相范围变为-180°～180°，实现了有功无功四象限运行。