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低压SVG主电路结构分析

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,IGBT器件的额定电压主要有1200V、1700V、3300V和6500V等,而电流水平也高达1000A,不用串联就可以满足低压系统中SVG对器件的要求。因此,低压系统SVG的典型电路拓扑是自励式三相二电平/三电平电压源换流器电路,如图3-4所示。图3-4 低压系统三相SVG的典型电路a)三线二电平VSC结构 b)电容中点式四线二电平VSC结构 c)三线三电平VSC结构 d)单相组合式四线三电平VSC结构图3-4a和图3-4c均为三相三线制结构,用于三相平衡系统的无功补偿。

低压SVG主电路结构分析

目前,IGBT器件的额定电压主要有1200V、1700V、3300V和6500V等,而电流水平也高达1000A,不用串联就可以满足低压系统中SVG对器件的要求。因此,低压系统SVG的典型电路拓扑是自励式三相二电平/三电平电压源换流器电路,如图3-4所示。

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图3-4 低压系统三相SVG的典型电路

a)三线二电平VSC结构 b)电容中点式四线二电平VSC结构 c)三线三电平VSC结构 d)单相组合式四线三电平VSC结构

图3-4a和图3-4c均为三相三线制结构,用于三相平衡系统的无功补偿。比较而言,图3-4c所示的二极管箝位三电平结构,在相同条件下输出电流波形好于图3-4a所示的两电平结构,且IGBT器件电压应力低。三电平VSC存在的一个特有问题是直流中点电位不平衡,此问题可以通过他励方式(每一个直流电容都并接一个外部隔离直流电源)或通过PWM调制方式来解决。

图3-4b和图3-4d均为三相四线制结构,可以实现分相补偿。图3-4b所示的电容中点式结构及其控制比较简单,但是直流侧两个电容器存在电压不均衡问题,采用间接电流控制方式时SVG的中性线上也会流过较大的零序谐波电流,如图3-5所示。(www.xing528.com)

图3-5给出了图3-4a和图3-4b结构的仿真结果,SVG交流额定电压380V,额定容量±100kvar,三相平衡。SVG采用自励单变量SPWM控制方式,首先运行在额定容性状态,在0.5秒时切换为额定感性状态。比较可以看出,除中性线电流外,三相交流无功电流和直流侧电压电流基本一致。

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图3-5 三线制结构与四线制结构SVG的电压电流波形比较

a)三线结构交直流侧电压电流 b)四线结构交直流侧电压电流和中线电流 c)三线结构输出容性无功时电压电流展开图 d)四线结构输出容性无功时电压电流展开图 e)三线结构输出感性无功时电压电流展开图 f)四线结构输出感性无功时电压电流展开图

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