[实用新型]一种兆瓦级无谐波可逆变流岸电供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是兆瓦级无谐波可逆变流岸电拓扑结构。 

背景技术

可逆变流技术是实现能留双向流动的一种变流技术，它是建立在现代电力电子技术，现代控制技术、半导体器件等诸多学科之上。可逆变流设备新一代的理想“绿色”变流装备。它的出现是基于功率因数校正和消除变流器谐波。能够实现输入电流的功率因数在-1~+1变化，并且可以在整流和逆变两种工况下实现相同的功率因数。关于这一技术领域的研究工作主要集中在以实现动、静态指标为研究目的的变流器控制系统结构和控制方案；以提高变流器系统静态指标为目的的PWM调制方法；主电路的拓扑结构研究和为改善主开关器件工作条件的工作模式研究；变流器的数学模型。

长期以来，靠港船舶采用燃油辅机自行发电，船厂则采用变频发电机组给船舶供电，港口、船厂的高能耗和高污染日趋严重的问题，愈来愈受到各港口国家的重视。港口岸电系统能给靠港船舶提供高精度的可靠供电，停止船舶柴油机电站运转，达到节能减排的目的，是港口和船舶供电领域的一次革命性进步。然而港口岸电兆瓦级变流技术并不成熟，原逆变式的岸电供电装备大功率并联模块能力流向单一、功率因数低、谐波影响较大。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种兆瓦级无谐波可逆变流岸电供电装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种兆瓦级无谐波可逆变流岸电供电装置，包括n个并联的双PWM变换可逆变流模块；所述双PWM变换可逆变流模块包括全控三相半桥AC/DC模块和全控三相半桥DC/AC模块，所述全控三相半桥AC/DC模块与所述全控三相半桥DC/AC模块串联；所述n个双PWM变换可逆变流模块的n个全控三相半桥AC/DC模块分别通过输入滤波电感接入交流电源；所述n个双PWM变换可逆变流模块的n个全控三相半桥DC/AC模块分别通过输出滤波电感与并/离网滤波模块连接。

所述并/离网滤波模块包括多组并联的滤波器，每组滤波器包括16个并联的滤波器；所述滤波器包括电子开关和与所述电子开关串联的电容。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型网侧采用PWM变换器，实现了能量双向流动，可以通过控制无功电流实现网侧高功率因数；多个双PWM变换可逆变流模块并联，系统容量可达3MVA，解决了兆瓦级岸电对电网谐波污染的问题；采用复合型并/离网滤波器模块能满足并离网两种应用需求，减少无功损耗，有效地消除高频谐波，同时避免引起系统振荡。

附图说明

图1为本实用新型一实施例拓扑结构图；

图2为本实用新型一实施例双PWM变换可逆变流模块原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一实施例包括n个并联的双PWM变换可逆变流模块；所述双PWM变换可逆变流模块包括全控三相半桥AC/DC模块和全控三相半桥DC/AC模块，所述全控三相半桥AC/DC模块与所述全控三相半桥DC/AC模块串联；所述n个双PWM变换可逆变流模块的n个全控三相半桥AC/DC模块分别通过输入滤波电感接入交流电源；所述n个双PWM变换可逆变流模块的n个全控三相半桥DC/AC模块分别通过输出滤波电感与并/离网滤波模块连接；所述并/离网滤波模块包括多组并联的滤波器，每组滤波器包括16个并联的滤波器；所述滤波器包括电子开关和与所述电子开关串联的电容，n为大于零的整数。

双PWM变换可逆变流模块由12个以IGBT开关为主体的2个三相半桥电力电子模块组成。2个PWM模块分别都采用三相半桥的拓扑结构，能够实现双向变流功能。单个双PWM变换可逆变流模块功率为500kW，本实用新型所述组合依据实际需求采用6个，达到3MW的容量，最大可并联8个。

并/离网滤波模块在三相输出侧与网侧连接3组并联滤波器，与输出滤波电感构成复合的网侧滤波器。

从电网侧输入市电380V/50Hz到输出船舶等用电450V/60Hz的变流系统功率都是兆瓦级以上，双PWM变换可逆变流模块市电侧采用三相电压源全控整流器进行整流，通过三相电压源全控逆变器进行逆变。整个可逆变流系统实现双PWM控制。

图2为双PWM可逆变流模块的拓扑图，其AC/DC与DC/AC电路均采用常见的三相电压型结构，其主要优点在于：不同于电流型变流器，电压型变流器具有较快的响应速度。系统的变换主要也是能量的传递变换，电网侧的电抗起到升压的作用，本实用新型没有采用隔离变压器，变换器正常工作要求能够抬升电压。有源整流器采用全控器件，不同于传统采用不可控全桥二极管的AC/DC变换器，由于电流在其主电路中具有双向流动性，这就决定了模块中的2个有源整流器能够工作于不同的状态，即实现了交、直流侧可控的四象限变流。