[发明专利]多通道96脉冲瞬时值反馈的大功率PWM并网逆变电路

说明书

本发明公开了多通道96脉冲瞬时值反馈的大功率PWM并网逆变电路，它是由十六台移相变压器、十六组三相桥式逆变器和网侧陷阱式LCL滤波电路组成，该十六通道96脉冲逆变器采用变压器交流侧绕组串联、直流侧串联的组合方式；采用基于错时采样结合移相的低频PWM调制方案开关方式，使得各组逆变器驱动信号相互之间错开一定的相位，在网侧获得高质量的电流波形。本发明将脉宽调制技术引入多脉冲逆变器控制，采用电压电流瞬时值反馈技术，完成多脉冲变流器输出波形调节，实现并网低压大电流功率变换，实现网侧波形和效率的最佳平衡，在高压直流输电以及大容量新能源发电场合有着广阔应用前景。

技术领域

本发明涉及大功率PWM逆变电路，特别是一种基于多通道的移相96脉冲三相逆变电路及三倍基频的PWM的瞬时值控制方案。

背景技术

大功率并网逆变电源在新能源发电、静止无功发生器(SVG)、静止同步补偿器(STATCOM)以及高压直流输电等场合有着广泛的应用，其高压大功率电能变换特征使得逆变电路中功率器件电压电流应力较高，给器件选择带来困难，另外大功率逆变电路对整机效率和交流侧功率因数有着严格的要求，考虑到以上要求和特征，当前的大功率整流方案主要有功率器件的串并联、多电平以及多脉冲移相变压器组合方案。

功率器件串并联方案可以提高其等效电压电流定额，但相应的功率器件串并联采用的均压和均流控制策略降低了整流器的可靠性，使其输出特性难以优化。多电平整流电路中由多个参数一致的开关器件均分电压，从而提高系统容量和等效开关频率，当前的多电平方案主要有二极管箝位型、飞跨电容型和级联型三种结构，为了获得较好网侧电流波形并提高网侧功率因数，功率器件开关频率仍然要达到几千赫兹，这对大容量逆变电路仍然较高，而且随着电平数提高，逆变电路结构和控制方案趋于复杂，因此实际使用多以三电平为主，更多电平的方案尚有大量控制问题需要探索。多脉冲方案将多个结构一致的三相逆变电路的交流侧通过移相变压器耦合方式连接到三相电网，合理设计三相逆变器对应的输出侧移相变压器的移相角度，可以消除逆变器交流侧的特定次数谐波，实现并网电流正弦化构建，并且组合的模块数越多交流侧构建的波形正弦度越高，但模块数量增加需使得对应的移相变压器移相角度的精确设计困难，难以对多个绕组匝比之间的优化设计，从而抵消组合的模块数量增加带来的正弦化输出优势。

多脉冲逆变电路多用于大功率无源逆变场合，其逆变电路中功率器件采用工频开关方式，可以实现高效高质量的电能变换，但多脉冲逆变器输出波形调节困难以及工频开关方式带来的动态响应迟缓等问题制约了其用于诸如新能源发电、SVG以及STATCOM等并网逆变场合。

发明内容

本发明的目的是：提供一种多通道96脉冲瞬时值反馈的大功率PWM并网逆变电路，将脉宽调制技术(PWM)引入多脉冲逆变器的控制，并采用电压电流瞬时值反馈技术，实现多脉冲变流器的输出波形调节，从而实现其并网功率变换。

本发明的技术解决方案是：该多通道96脉冲瞬时值反馈的大功率PWM并网逆变电路由十六台移相变压器、十六组三相桥式逆变器和网侧陷阱式LCL滤波电路组成，该十六通道96脉冲逆变器采用变压器交流侧绕组串联、直流侧串联的组合方式；采用基于错时采样结合移相的低频PWM调制方案开关方式，使得各组逆变器驱动信号相互之间错开一定的相位，在网侧获得高质量的电流波形。