一種靜止無功發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種靜止無功發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]在科技、經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，社會(huì)各方對供電質(zhì)量提出了越來越高的要求，除了要求供電可靠連續(xù)外，還希望供電電壓、頻率穩(wěn)定，波形良好。特別是伴隨電信產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，如電子計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、自動(dòng)生產(chǎn)線等復(fù)雜精密設(shè)備對供電質(zhì)量的要求就更為嚴(yán)格，對電源波動(dòng)和各種干擾比以往的機(jī)電設(shè)備也更加敏感，任何供電質(zhì)量的惡化都可能造成產(chǎn)品的質(zhì)量下降甚至損毀，嚴(yán)重影響人們正常的生產(chǎn)、生活。
[0003]然而，在現(xiàn)代電網(wǎng)中，電動(dòng)機(jī)、工頻爐、熒光燈等感性負(fù)載占據(jù)相當(dāng)大比重，它們在消耗有功功率的同時(shí)，還需要吸收大量的無功功率。此外，近年來電力系統(tǒng)中非線性用電設(shè)備，特別是電力電子裝置(如:相控整流器、變頻調(diào)速裝置)的迅速增多和應(yīng)用日益廣泛，這一方面使得電能得到更加充分的利用，另一方面又使大量的無功電流注入電網(wǎng)。公用電網(wǎng)中出現(xiàn)的這些無功功率，將導(dǎo)致設(shè)備及線路損耗增加，引起電壓閃變、頻率變化和三相不平衡，致使電網(wǎng)的電能質(zhì)量嚴(yán)重惡化，影響輸電效率和設(shè)備壽命，同時(shí)也會(huì)影響供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，嚴(yán)重時(shí)甚至危及到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0004]因此，為了有效改善電能質(zhì)量，保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須對無功功率進(jìn)行控制與補(bǔ)償。這樣一來，研宄和發(fā)展無功補(bǔ)償技術(shù)，如何更好、更有效、更優(yōu)化的對無功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，就成為當(dāng)今電力系統(tǒng)、電力電子技術(shù)和控制研宄領(lǐng)域中急需解決的重要課題，正受到國內(nèi)外多方的關(guān)注。而且我國與發(fā)達(dá)國家相比，無論從電網(wǎng)功率因數(shù)還是補(bǔ)償深度來看，都有較大差距，因此在我國大力推廣無功補(bǔ)償技術(shù)尤為迫切，意義也十分重大。
[0005]靜止無功發(fā)生器(SVG)通過注入與實(shí)際無功電流大小相等、方向相反的補(bǔ)償電流來工作，其原理和控制方法與SVC完全不同。它不采用常規(guī)的電容器和電抗器，而是將自換相橋式電路通過電抗器或者直接并聯(lián)到電網(wǎng)上，即將ASVG視為連接在三相傳輸線路上的一個(gè)三相電壓源逆變器，通過適當(dāng)控制三相電壓源逆變器輸出電壓，使其與系統(tǒng)交換滿足要求的無功(感性或容性)，以最終實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。
[0006]靜止無功發(fā)生器(SVG)在柔性交流輸電系統(tǒng)中占有相當(dāng)重要的地位，是電力系統(tǒng)主要的可控設(shè)備之一。它不僅可以調(diào)節(jié)無功，還可用來改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。它可以在電網(wǎng)連接點(diǎn)提供快速的電壓和無功控制，保護(hù)電網(wǎng)不受諧波、電壓閃爍、電壓不對稱之類的電網(wǎng)污染，以改善電網(wǎng)供電質(zhì)量；也可提高線路的功率因數(shù)，減少線損。
[0007]靜止無功發(fā)生器(SVG)在其直流側(cè)只需較小容量的電容器維持其電壓即可，通過不同控制可使其發(fā)出無功功率也可吸收無功功率，在構(gòu)成原理、響應(yīng)速度、補(bǔ)償特性、雙向調(diào)節(jié)以及占地面積上均比SVC優(yōu)越。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種靜止無功發(fā)生器，其可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)。
[0009]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0010]一種靜止無功發(fā)生器，包括一濾波電路，所述濾波電路一端連接電網(wǎng)，且所述濾波電路的另一端連接一三電平IGBT變流器及一采樣模塊，所述采樣模塊連接負(fù)載，且所述采樣模塊傳輸反饋信號(hào)至一電流跟蹤控制電路，且所述電流跟蹤控制電路傳輸信號(hào)至一隔離驅(qū)動(dòng)電路，且所述隔離驅(qū)動(dòng)電路傳輸信號(hào)至所述三電平IGBT變流器，還包括一直流電容，且所述直流電容分別傳輸信號(hào)至所述采樣模塊及所三電平IGBT變流器。
[0011]所述三電平IGBT變流器包括三相每個(gè)橋臂有四個(gè)開關(guān)管，和兩個(gè)輔助二極管。其中每個(gè)橋臂最上和最下的兩個(gè)開關(guān)管相當(dāng)于兩電平電路中上、下開關(guān)管，而橋臂中間的兩個(gè)開關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管構(gòu)成中點(diǎn)鉗位電路。
[0012]所述電流跟蹤控制電路為包括一主控芯片，且所述主控芯片的型號(hào)為TMS320C28346。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0014]1、直流側(cè)電容器用來穩(wěn)定直流電壓，因此容量要求不高，這樣可以省去常規(guī)補(bǔ)償裝置中的大電感和大容量及龐大的切換機(jī)構(gòu)，使SVG裝置的體積減少、損耗降低，且較小的電容量在系統(tǒng)中普遍使用也不易產(chǎn)生諧振。
[0015]2,SVG既能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的穩(wěn)態(tài)也能響應(yīng)暫態(tài)變化，因此在提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性、阻尼系統(tǒng)振蕩等方面大大優(yōu)于傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償設(shè)備。
[0016]3、采用全數(shù)字控制技術(shù)，系統(tǒng)可靠性高。
[0017]4、控制靈活、響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)范圍廣，在感性和容性運(yùn)行工況下均可連續(xù)快速調(diào)節(jié)，從而提高供電電壓質(zhì)量。
[0018]5、運(yùn)行噪音小，安全穩(wěn)定。由于沒有傳統(tǒng)無功補(bǔ)償設(shè)備如調(diào)相機(jī)那樣的大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，無磨損，無機(jī)械噪聲，這將大大提高裝置壽命，改善對環(huán)境的影響。
[0019]6、連接電抗小，系統(tǒng)體積小。SVG接入電網(wǎng)的連接電抗用于濾除電流中的較高次諧波，另外起到將逆變器和電網(wǎng)這兩個(gè)交流電壓源連接起來的作用，因此所需的電感量并不大，該值也遠(yuǎn)小于同容量SVC所需的電感量。
[0020]7、采用高頻率可關(guān)斷器件，再與橋式交流電路的多重化技術(shù)、多電平技術(shù)或PWM(本文為正弦脈沖寬度調(diào)試(SPWM))技術(shù)相結(jié)合，可得到較理想的正弦電壓、電流波形，使輸出波形諧波含量得以減少。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，其中:
[0022]圖1是本實(shí)用新型的電路示意圖。
[0023]圖2是本實(shí)用新型的主控電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本實(shí)用新型中的電流跟蹤控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:
[0026]如圖1至圖3所示，一種靜止無功發(fā)生器，包括一濾波電路，所述濾波電路一端連接電網(wǎng)，且所述濾波電路的另一端連接一三電平IGBT變流器及一采樣模塊，所述采樣模塊連接負(fù)載，且所述采樣模塊傳輸反饋信號(hào)至一電流跟蹤控制電路，且所述電流跟蹤控制電路傳輸信號(hào)至一隔離驅(qū)動(dòng)電路，且所述隔離驅(qū)動(dòng)電路傳輸信號(hào)至所述三電平IGBT變流器，還包括一直流電容，且所述直流電容分別傳輸信號(hào)至所述采樣模塊及所三電平IGBT變流器。所述三電平IGBT變流器包括三相每個(gè)橋臂有四個(gè)開關(guān)管，和兩個(gè)輔助二極管。其中每個(gè)橋臂最上和最下的兩個(gè)開關(guān)管相當(dāng)于兩電平電路中上、下開關(guān)管，而橋臂中間的兩個(gè)開關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管構(gòu)成中點(diǎn)鉗位電路。所述電流跟蹤控制電路為包括一主控芯片，且所述主控芯片的型號(hào)為TMS320C28346。
[0027]靜止無功發(fā)生器(SVG)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示，圖中，Ua，Ub, Uc為交流電網(wǎng)電壓，負(fù)載為三相非線性負(fù)載，會(huì)消耗無功。SVG系統(tǒng)由兩大部分組成，即無功電流檢測電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路。主電路采用絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)構(gòu)成的三電平脈沖寬度調(diào)試(PWM)變流器，在產(chǎn)生補(bǔ)償電流時(shí)，主要作為逆變器工作。
[0028]SVG的基本工作原理就是通過采樣檢測電路檢測負(fù)載中的電流，經(jīng)過數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的計(jì)算得到負(fù)載中的無功電流，然后通過PWM信號(hào)控制功率電路產(chǎn)生與負(fù)載無功電流相位相同，大小相反的無功電流，補(bǔ)償電流與負(fù)載中的無功電流相互抵消，最終達(dá)到補(bǔ)償系統(tǒng)功率因數(shù)的目的。
[0029]如圖2所示，靜止無功發(fā)生器(SVG)的核心功率