[发明专利]快速稳定不平衡电网的三相整流电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种快速稳定不平衡电网的三相整流电路，其用于将三相交流电源转换为直流电源，三相整流电路包括：三相整流桥臂电路，其与位于电网侧的三相交流电源相连，用于对三相交流电源进行整流；耦合电路，其包括星型连接的三个电容，三个电容星型连接的形成的公共点连于三相整流桥臂电路的一个输出端，三个电容的另一端分别与三相交流电源的三相电源输出端相连；位于直流侧的负载电路，其包括第四电容和负载电阻，第四电容的两端分别与三相整流桥臂电路的两个输出端相连，且负载电阻与第四电容并联。本发明将不平衡电网产生的低次震荡功率转移到耦合电路中星型连接的三个电容中，保持直流侧电压的稳定性，维持直流侧负载的正常运行。

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，具体涉及一种快速稳定不平衡电网的三相整流电路及其控制方法。

背景技术

复杂电网在交流侧转换为直流侧时，为了保证直流侧的电流稳定性及其负载的可靠运行，常常采用柔性交流输电FACTS(Flexible Alternative Current TransmissionSystems)装置，尤其是三相三线制FACTS装置。常规的FACTS装置在电网侧电压/电流出现不平衡时，FACTS装置的直流侧中会出现较大的低次振荡功率，所述低次振荡功率很大程度地影响直流侧负载设备的工作，易出现错误的动作、恶化直流侧电能质量甚至于是降低电网质量的可靠性。

在现有技术中，申请号“201310567812.X”公开了一种三相电源整流器及其控制方法和三相电源变频器，其公开了与三相电源和信号输出端分别相连接的三相PWM整流电路、以及与所述三相PWM整流电路相连的电容组，将所述三相电源的相电压的参考值作为输入信号；通过SPWM对所述输入信号进行调制，得到脉冲宽度调制信号；计算所述脉冲宽度调制信号的占空比；如所述占空比发出所述脉冲宽度调制信号控制所述三相PWM整流电路以调节所述相电流的相位跟随所述相电压的相位；该方案能够将交流电转换为直流电，且提高三相电源整流器功率因素的效果，但在本方案中，其直流侧是默认不波动的，然而实际中仍然会存在波动。

因此，本发明所要解决问题是进一步降低甚至于消除所述低次振荡功率。

在《一种APF直流侧电容电压的新型控制策略研究》一文中，提出了一种新型的电容电压控制策略，解决有源电力滤波器(APF)因直流侧电压出现衰减或波动而导致APF可能无法输出补偿电流，或者出现补偿效果不理想的情况。从该文中我们可以看到传统PI控制策略下直流侧电容电压所有的时间在0.06s左右，使用新型的电容电压控制策略电容电压从开始上升到稳定的时间相对于传统PI控制更短，大约在0.04s左右。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种快速稳定不平衡电网的三相整流电路及其控制方法，将不平衡电网产生的低次震荡功率转移到耦合电路中星型连接的三个电容中，保持直流侧电压的稳定性，维持直流侧负载的正常运行。

为达到以上目的，第一方面，本发明实施例提供一种快速稳定不平衡电网的三相整流电路，其用于将三相交流电源转换为直流电源，所述三相整流电路包括：

三相整流桥臂电路，其与位于电网侧的所述三相交流电源相连，用于对所述三相交流电源进行整流；

耦合电路，其包括星型连接的第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3，所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3星型连接的形成的公共点连于所述三相整流桥臂电路的一个输出端，所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3的另一端分别与所述三相交流电源的三相电源输出端相连；

位于直流侧的负载电路，其包括第四电容C4和负载电阻R_load，所述第四电容C4的两端分别与所述三相整流桥臂电路的两个输出端相连，且所述负载电阻R_load与所述第四电容C4并联。

在上述技术方案的基础上，所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3均为非极性电容。