一種具有雙級(jí)lc濾波電路的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器，尤其涉及一種具有雙級(jí)LC濾波電路的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]電壓暫降問題被公認(rèn)為是配電網(wǎng)中最頻繁，影響最嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題。隨著高新技術(shù)發(fā)展，配電網(wǎng)中敏感負(fù)荷越來越多，電壓暫降造成的影響也越來越大。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器(Dynamic Voltage Regulator, DVR)是治理電壓暫降問題最為有效的手段之一。DVR的輸出電壓質(zhì)量會(huì)對(duì)負(fù)荷運(yùn)行造成很大的影響。輸出電壓的質(zhì)量好壞不僅受DVR自身控制特性的影響，也受負(fù)載電流的影響。配電網(wǎng)中大量非線性負(fù)載的接入使得負(fù)荷電流諧波含量較多，因此DVR的濾波電路不僅要濾除其自身所產(chǎn)生的高頻諧波，也需要抑制負(fù)載電流中諧波成分對(duì)DVR的影響。目前，DVR普遍采用單級(jí)LC濾波器，單級(jí)LC濾波器結(jié)構(gòu)通過電流環(huán)抑制諧振，但其對(duì)負(fù)載諧波電流的衰減能力不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提出一種新的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器，采用雙級(jí)LC濾波電路來提高DVR的諧波抑制能力和對(duì)負(fù)載諧波電流的抗干擾能力。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種具有雙級(jí)LC濾波電路的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器，包括直流儲(chǔ)能單元、逆變器單元、雙級(jí)LC濾波單元和旁路單元，所述雙級(jí)LC濾波單元包括一級(jí)LC濾波單元和二級(jí)濾波單元，所述一級(jí)LC濾波單元包括串聯(lián)的濾波電感和濾波電容仏，所述二級(jí)LC濾波單元包括串聯(lián)的濾波電感ZjP濾波電容直流儲(chǔ)能單元連接逆變器單元，逆變器單元連接雙級(jí)LC濾波單元的一級(jí)LC濾波單元，二級(jí)濾波單元與濾波電容G7并聯(lián)，旁路單元與濾波電容并聯(lián)。
[0005]而且，濾波電感Zi7和濾波電感Ze分別位于逆變器單元的兩根引出線上。
[0006]本實(shí)用新型采用雙級(jí)LC濾波器結(jié)構(gòu)，并能有效濾除DVR自身產(chǎn)生的高頻諧波，濾波效果更好，且濾波電感和電容更小。使用本實(shí)用新型提供的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，能夠通過電容電壓和電感電流反饋抑制LC濾波器的諧振，并抑制負(fù)載電流中的諧波對(duì)DVR的影響；有利于提高DVR輸出電壓的質(zhì)量，提高DVR的工作穩(wěn)定性，保證敏感負(fù)荷的供電質(zhì)量。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的應(yīng)用電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0009]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的控制應(yīng)用原理框圖；
[0010]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的工作仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0012]參見附圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供具有雙級(jí)LC濾波結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器包含直流儲(chǔ)能單元、逆變器單元、雙級(jí)LC濾波單元和旁路單元。所述一級(jí)LC濾波單元包括串聯(lián)的濾波電感和濾波電容仏，所述二級(jí)LC濾波單元包括串聯(lián)的濾波電感ZjP濾波電容Cf2。直流儲(chǔ)能單元連接逆變器單元，逆變器單元連接雙級(jí)LC濾波單元。逆變器單元連接雙級(jí)LC濾波單元的一級(jí)LC濾波單元，二級(jí)濾波單元與濾波電容G7并聯(lián)，即濾波電感Lf2一端與濾波電容仏相連，另一端與濾波電容仏相連，濾波電容仏另一端與濾波電容Cf2另一端相連，連接點(diǎn)處于濾波電容G7和濾波電感之間。旁路單元與濾波電容Ge并聯(lián)。使用本實(shí)施例提供的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，可通過濾波電容串聯(lián)在配電網(wǎng)系統(tǒng)(系統(tǒng)阻抗)和負(fù)荷之間。具體實(shí)施時(shí)，可直接設(shè)置濾波電感和濾波電感分別位于逆變器單元的兩根引出線上。
[0013]本實(shí)用新型提供了電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，具體實(shí)施時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員可自行根據(jù)需要使用。一般在使用本實(shí)用新型所提供具有雙級(jí)LC濾波結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，可另行設(shè)置檢測(cè)和控制單元檢測(cè)流過濾波電感Zi7的電流，濾波電容&上的電壓，濾波電容Ce上的電壓和系統(tǒng)電壓，產(chǎn)生控制脈沖控制逆變器單元，參見圖2。例如首先由檢測(cè)與控制單元檢測(cè)系統(tǒng)電壓G與電流Is,當(dāng)系統(tǒng)電壓發(fā)生電壓跌落時(shí)，由控制器計(jì)算出DVR需要補(bǔ)償?shù)膮⒖茧妷簎ref。檢測(cè)系統(tǒng)電壓發(fā)生電壓跌落并計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)膮⒖茧妷骸禴是目前成熟的技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以方便地使用本實(shí)用新型提供的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器。
[0014]應(yīng)用本實(shí)用新型能在有效濾除DVR自身產(chǎn)生的諧波的同時(shí)，增強(qiáng)對(duì)負(fù)載諧波電流的抑制，同時(shí)減小對(duì)使用時(shí)控制算法的要求，對(duì)于提高DVR的實(shí)用化水平具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。使用本實(shí)用新型所提供具有雙級(jí)LC濾波結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可自行選擇控制實(shí)現(xiàn)方式，采用現(xiàn)有控制策略。例如附圖3所示，根據(jù)雙級(jí)LC電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用本實(shí)用新型提供的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，可以采用的控制策略如下:參考電壓
為實(shí)際動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓",J目減，送入PR調(diào)節(jié)器，PR調(diào)節(jié)器是目前成熟的技術(shù)。檢測(cè)濾波電容Ge上電流尨和濾波電容G上電壓％，分別乘以相應(yīng)系數(shù)1、K2后與PR調(diào)節(jié)器的輸出辦^目加得到乘以逆變器單元的比例系數(shù)舌，得到逆變器單元含有高次諧波的輸出電壓"_，然后經(jīng)雙級(jí)LC濾波單元，其中與％相減為濾波電感Lfl上的電壓降％，s為微分算子，相應(yīng)地在濾波電感Zi7上的電流為izl，其與濾波電容上電流乙相減為濾波電感4^上電流iZ2，iZ2與系統(tǒng)電流加為濾波電容Q上電流匕，相應(yīng)地在濾波電容Q上產(chǎn)生期望的輸出電壓udvr?？梢?，使用本實(shí)用新型提供的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器時(shí)采用電感電流izl和電容電壓％反饋進(jìn)行控制，能夠提高動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性和對(duì)負(fù)載諧波電流的抑制作用，保證負(fù)荷側(cè)供電質(zhì)量。
[0015]附圖4為在諧波負(fù)載下發(fā)生電壓暫降時(shí)采用雙級(jí)LC濾波結(jié)構(gòu)的DVR補(bǔ)償電壓的效果仿真圖，圖中三個(gè)波形依次為系統(tǒng)電壓(單位為kV)，負(fù)載電壓(單位為kV)和負(fù)載電流(單位為kA)，橫坐標(biāo)為時(shí)間t/s。從圖中可以看出，當(dāng)負(fù)載電流含有大量諧波時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定，依然能輸出保證負(fù)載電壓質(zhì)量，說明有效抑制了負(fù)載諧波電流對(duì)系統(tǒng)的影響。
[0016]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有雙級(jí)LC濾波電路的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于:包括直流儲(chǔ)能單元、逆變器單元、雙級(jí)LC濾波單元和旁路單元，所述雙級(jí)LC濾波單元包括一級(jí)LC濾波單元和二級(jí)濾波單元，所述一級(jí)LC濾波單元包括串聯(lián)的濾波電感Zi7和濾波電容仏，所述二級(jí)LC濾波單元包括串聯(lián)的濾波電感口濾波電容直流儲(chǔ)能單元連接逆變器單元，逆變器單元連接雙級(jí)LC濾波單元的一級(jí)LC濾波單元，二級(jí)濾波單元與濾波電容仏并聯(lián)，旁路單元與濾波電容‘并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有雙級(jí)LC濾波電路的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于:濾波電感和濾波電感分別位于逆變器單元的兩根引出線上。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種具有雙級(jí)LC濾波電路的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器，包括直流儲(chǔ)能單元、逆變器單元、雙級(jí)LC濾波單元和旁路單元，所述雙級(jí)LC濾波單元包括一級(jí)LC濾波單元和二級(jí)濾波單元，所述一級(jí)LC濾波單元包括串聯(lián)的濾波電感 Lf1 和濾波電容 Cf1 ，所述二級(jí)LC濾波單元包括串聯(lián)的濾波電感 Lf2 和濾波電容 Cf2 ；直流儲(chǔ)能單元連接逆變器單元，逆變器單元連接雙級(jí)LC濾波單元的一級(jí)LC濾波單元，二級(jí)濾波單元與濾波電容 Cf1 并聯(lián)，旁路單元與濾波電容 Cf2 并聯(lián)。本實(shí)用新型更有效地濾除DVR自身產(chǎn)生的高頻諧波，濾波效果更好，且濾波電感和電容更小，應(yīng)用本實(shí)用新型能有效抑制諧振，提高對(duì)負(fù)載諧波電流的抑制能力。
【IPC分類】H02J3-12, H02J3-01
【公開號(hào)】CN204271651
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420840025
【發(fā)明人】楊金濤, 樂健, 柳永妍, 杜旭, 周武
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年4月15日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日