CN203632255U - 基于z源网络的三相静止无功发生器 - Google Patents

基于z源网络的三相静止无功发生器 Download PDF

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李文娟
杨冬阳
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Abstract

本实用新型提供一种基于Z源网络的三相静止无功发生器，包括Z源网络、逆变主电路和检测控制模块。其中，所述Z源网络输出端连接逆变主电路的直流侧，所述逆变主电路输出端并联到三相电网上，所述检测控制模块分别检测三相电网、逆变主电路的输出端和Z源网络的电压电流，通过驱动信号来控制逆变主电路开关器件的通断，实现对三相电网的动态无功补偿。该装置利用Z源网络独特的小电感电容X型组合取代现有SVG直流侧的拓扑结构，不仅克服了SVG装置易受直流侧电压不足的影响，而且还有效的去除了死区电路，能够消除死区时间带来的输出噪声。因此本实用新型使SVG成本更低，无功功率补偿范围更宽、补偿效果更好，大大提高了SVG装置的工作可靠性。

Description

基于Z源网络的三相静止无功发生器
技术领域：
本实用新型涉及一种无功功率补偿装置，尤其涉及一种基于Z源网络的三相静止无功发生器。
背景技术：
随着电力***的快速发展，无功功率对电网的影响引起了人们越来越多的关注，在电力线进行电力传输时，必须对电力线进行无功补偿来提高电力传输效率和电能质量。静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)因为具有响应速度快、滤波性能好、控制精度高、有效抑制电压波动等优点，成为一种新一代的动态无功补偿装置，广泛地应用到电力***中。
但是，现有的SVG仍然存在一些问题，其直流侧电压的取值影响静止无功发生器输出无功功率的范围，进而影响装置的无功补偿特性。直流侧电压必须足够高才能得到好的补偿效果，但是电压越高对器件的耐压要求就越高，增加了SVG的成本。
发明内容：
为了解决上述现有的技术问题，本实用新型的目的是提供一种成本低、补偿效果好、工作可靠性高的静止无功发生器。
为实现上述的目的，本实用新型通过以下的技术方案实现：
一种基于Z源网络的三相静止无功发生器，包括Z源网络、逆变主电路和检测控制模块；其中，所述的Z源网络输出端连接逆变主电路的直流侧和检测控制模块，所述的逆变主电路连接所需无功补偿的三相电网和检测控制模块，所述的三相电网连接检测控制模块，所述的检测控制模块的输出端接入到逆变主电路的开关器件。
作为优选，所述的Z源网络由电感电容呈X型连接组成。
作为优选，所述的逆变主电路的开关器件选用型号为IRFP460的MOSFET。
作为优选，所述的检测控制模块包括电压电流检测模块、DSP控制器和驱动电路，其中，所述电压电流检测模块均采用宇波模块CHV-25P霍尔电压传感器和CHB-25NP霍尔电流传感器；所述DSP控制器采用TI公司生产的TMS320F2812作为主控芯片；所述驱动电路采用美国IR公司生产的IR2110驱动芯片。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
利用Z源网络独特的X型结构，使之巧妙的与现有的SVG相结合，以小电感电容组合取代SVG直流侧较大的单电源或单电容的拓扑结构，不仅克服了SVG装置易受直流侧电压不足的影响，使主电路适应能力更强，而且还有效的去除了死区电路，使上下桥臂开关管的直通成常态，能够消除死区时间带来的输出噪声。基于Z源网络的静止无功发生装置成本更低，无功功率补偿范围更宽、补偿效果更好，大大提高了SVG装置的工作可靠性。
附图说明：
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是本实用新型的***控制电路图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述，但本实用新型的保护范围不限于以下所述。
本实用新型的基于Z源网络的三相静止无功发生器，包括Z源网络、逆变主电路和检测控制模块，它与三相电网并联连接。其中，所述Z源网络输出端连接逆变主电路的直流侧，所述逆变主电路输出端并联到三相电网上，所述检测控制模块分别检测三相电网、逆变主电路的输出端和Z源网络的电压电流，其输出端发出的驱动信号来控制逆变主电路开关器件的通断，实现对三相电网的动态无功补偿。
遵从本实用新型的方案，本实施例的基于Z源网络的三相静止无功发生器具体包括：三相电网(1)、电网电流检测调理模块(2)、电压检测调理模块(3)、Z源网络(4)、逆变主电路(5)、连接电抗器(6)、补偿电流检测调理模块(7)、IR2110驱动电路(8)、D／A转换器(9)、第一A／D转换器(10)、第二A／D转换器(11)和DSP控制器(12)。其中：
所述Z源网络(4)的输出端连接逆变主电路(5)的直流侧，逆变主电路(5)输出端通过连接电抗器(6)并联连接到三相电网(1)，为其补偿无功电流；利用电网电流检测调理模块(2)和补偿电流检测调理模块(7)检测调理三相电网(1)和逆变主电路(5)输出的电流信号，通过第二A／D转换器(11)转换为数字信号连接DSP控制器(12)；利用电压检测调理模块(3)检测调理Z源网络(4)的电压，通过第一A／D转换器(10)转换为数字信号连接DSP控制器(12)；DSP控制(12)输出需要补偿的驱动信号，通过D／A转换器(9)转换为模拟信号，其输出端连接到IR2110驱动电路(8)，转化成逆变主电路(5)的开关器件的驱动信号控制其通断，实现本实用新型基于Z源网络的三相静止无功发生器的电压电流双闭环反馈控制。
本实施例中各部件选择如下：
所述电网电流检测调理模块(2)和补偿电流检测调理模块(7)均采用宇波模块CHB-25NP型号的霍尔电流传感器。所述电压检测调理模块(3)采用宇波模块CHV-25P型号的霍尔电压传感器。所述Z源网络(4)由参数相同的电感L1、电感L2和参数相同的电容C1、C2组成。所述逆变主电路(5)的开关器件选用型号为IRFP460的MOSFET。所述连接电抗器(6)由参数相同的电感La、Lb、Lc组成。所述IR2110驱动电路(8)采用美国IR公司生产的IR2110驱动芯片。所述DSP控制器(12)采用TI公司生产的TMS320F2812作为主控芯片。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (4)

1.基于Z源网络的三相静止无功发生器，其特征在于：包括Z源网络(4)、逆变主电路(5)和检测控制模块，其中，所述的Z源网络(4)输出端连接逆变主电路(5)的直流侧和检测控制模块，所述的逆变主电路(5)连接所需无功补偿的三相电网(1)和检测控制模块，所述的三相电网(1)连接检测控制模块，所述的检测控制模块的输出端接入到逆变主电路(5)的开关器件。
2.根据权利要求1所述的基于Z源网络的三相静止无功发生器，其特征在于：所述的Z源网络(4)由电感电容呈X型连接组成。
3.根据权利要求1所述的基于Z源网络的三相静止无功发生器，其特征在于：所述的逆变主电路(5)的开关器件选用型号为IRFP460的MOSFET。
4.根据权利要求1所述的基于Z源网络的三相静止无功发生器，其特征在于：所述的检测控制模块包括电网电流检测调理模块(2)、电压检测调理模块(3)、补偿电流检测调理模块(7)、IR2110驱动电路(8)、D／A转换器(9)、第一A／D转换器(10)、第二A／D转换器(11)和DSP控制器(12)，其中，所述电网电流检测调理模块(2)和补偿电流检测调理模块(7)均采用宇波模块CHB-25NP型号的霍尔电流传感器；所述电压检测调理模块(3)采用宇波模块CHV-25P型号的霍尔电压传感器；所述IR2110驱动电路(8)采用美国IR公司生产的IR2110驱动芯片；所述DSP控制器(12)采用TI公司生产的TMS320F2812作为主控芯片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104092270A (zh) * 2014-06-06 2014-10-08 湖南大学 一种适用于纯电动公交充电站的直流供电***及其充电站
CN104104094A (zh) * 2014-07-10 2014-10-15 北京星航机电装备有限公司 一种带电网电压相位校正的链式svg控制算法
CN107017643A (zh) * 2017-04-16 2017-08-04 哈尔滨理工大学 一种电流无差拍控制的静止无功发生器

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