一種兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置，包括n個(gè)并聯(lián)的雙PWM變換可逆變流模塊；所述雙PWM變換可逆變流模塊包括全控三相半橋AC/DC模塊和全控三相半橋DC/AC模塊，所述全控三相半橋AC/DC模塊與所述全控三相半橋DC/AC模塊串聯(lián)；所述n個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊的n個(gè)全控三相半橋AC/DC模塊分別通過輸入濾波電感接入交流電源；所述n個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊的n個(gè)全控三相半橋DC/AC模塊分別通過輸出濾波電感與并/離網(wǎng)濾波模塊連接。本發(fā)明網(wǎng)側(cè)采用PWM變換器，實(shí)現(xiàn)了能量雙向流動，可以通過控制無功電流實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)；多個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊并聯(lián)，系統(tǒng)容量可達(dá)3MVA，解決了兆瓦級岸電對電網(wǎng)諧波污染的問題。
【專利說明】—種兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是兆瓦級無諧波可逆變流岸電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]可逆變流技術(shù)是實(shí)現(xiàn)能留雙向流動的一種變流技術(shù)，它是建立在現(xiàn)代電力電子技術(shù)，現(xiàn)代控制技術(shù)、半導(dǎo)體器件等諸多學(xué)科之上。可逆變流設(shè)備新一代的理想“綠色”變流裝備。它的出現(xiàn)是基于功率因數(shù)校正和消除變流器諧波。能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電流的功率因數(shù)在+1變化，并且可以在整流和逆變兩種工況下實(shí)現(xiàn)相同的功率因數(shù)。關(guān)于這一【技術(shù)領(lǐng)域】的研究工作主要集中在以實(shí)現(xiàn)動、靜態(tài)指標(biāo)為研究目的的變流器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方案；以提高變流器系統(tǒng)靜態(tài)指標(biāo)為目的的PWM調(diào)制方法；主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究和為改善主開關(guān)器件工作條件的工作模式研究；變流器的數(shù)學(xué)模型。
[0003]長期以來，靠港船舶采用燃油輔機(jī)自行發(fā)電，船廠則采用變頻發(fā)電機(jī)組給船舶供電，港口、船廠的高能耗和高污染日趨嚴(yán)重的問題，愈來愈受到各港口國家的重視。港口岸電系統(tǒng)能給靠港船舶提供高精度的可靠供電，停止船舶柴油機(jī)電站運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到節(jié)能減排的目的，是港口和船舶供電領(lǐng)域的一次革命性進(jìn)步。然而港口岸電兆瓦級變流技術(shù)并不成熟，原逆變式的岸電供電裝備大功率并聯(lián)模塊能力流向單一、功率因數(shù)低、諧波影響較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置，包括η個(gè)并聯(lián)的雙PWM變換可逆變流模塊；所述雙PWM變換可逆變流模塊包括全控三相半橋AC/DC模塊和全控三相半橋DC/AC模塊，所述全控三相半橋AC/DC模塊與所述全控三相半橋DC/AC模塊串聯(lián)；所述η個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊的η個(gè)全控三相半橋AC/DC模塊分別通過輸入濾波電感接入交流電源；所述η個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊的η個(gè)全控三相半橋DC/AC模塊分別通過輸出濾波電感與并/離網(wǎng)濾波模塊連接。
[0006]所述并/離網(wǎng)濾波模塊包括多組并聯(lián)的濾波器，每組濾波器包括16個(gè)并聯(lián)的濾波器；所述濾波器包括電子開關(guān)和與所述電子開關(guān)串聯(lián)的電容。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:本發(fā)明網(wǎng)側(cè)采用PWM變換器，實(shí)現(xiàn)了能量雙向流動，可以通過控制無功電流實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)；多個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊并聯(lián)，系統(tǒng)容量可達(dá)3MVA，解決了兆瓦級岸電對電網(wǎng)諧波污染的問題；采用復(fù)合型并/離網(wǎng)濾波器模塊能滿足并離網(wǎng)兩種應(yīng)用需求，減少無功損耗，有效地消除高頻諧波，同時(shí)避免引起系統(tǒng)振蕩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例雙PWM變換可逆變流模塊原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例包括η個(gè)并聯(lián)的雙PWM變換可逆變流模塊；所述雙PWM變換可逆變流模塊包括全控三相半橋AC/DC模塊和全控三相半橋DC/AC模塊，所述全控三相半橋AC/DC模塊與所述全控三相半橋DC/AC模塊串聯(lián)；所述η個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊的η個(gè)全控三相半橋AC/DC模塊分別通過輸入濾波電感接入交流電源；所述η個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊的η個(gè)全控三相半橋DC/AC模塊分別通過輸出濾波電感與并/離網(wǎng)濾波模塊連接；所述并/離網(wǎng)濾波模塊包括多組并聯(lián)的濾波器，每組濾波器包括16個(gè)并聯(lián)的濾波器；所述濾波器包括電子開關(guān)和與所述電子開關(guān)串聯(lián)的電容，η為大于零的整數(shù)。
[0010]雙PWM變換可逆變流模塊由12個(gè)以IGBT開關(guān)為主體的2個(gè)三相半橋電力電子模塊組成。2個(gè)PWM模塊分別都采用三相半橋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向變流功能。單個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊功率為500kW，本發(fā)明所述組合依據(jù)實(shí)際需求采用6個(gè)，達(dá)到3麗的容量，最大可并聯(lián)8個(gè)。
[0011]并/離網(wǎng)濾波模塊在三相輸出側(cè)與網(wǎng)側(cè)連接3組并聯(lián)濾波器，與輸出濾波電感構(gòu)成復(fù)合的網(wǎng)側(cè)濾波器。
[0012]從電網(wǎng)側(cè)輸入市電380V/50HZ到輸出船舶等用電450V/60Hz的變流系統(tǒng)功率都是兆瓦級以上，雙PWM變換可逆變流模塊市電側(cè)采用三相電壓源全控整流器進(jìn)行整流，通過三相電壓源全控逆變器進(jìn)行逆變。整個(gè)可逆變流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙PWM控制。
[0013]圖2為雙PWM可逆變流模塊的拓?fù)鋱D，其AC/DC與DC/AC電路均采用常見的三相電壓型結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)在于:不同于電流型變流器，電壓型變流器具有較快的響應(yīng)速度。系統(tǒng)的變換主要也是能量的傳遞變換，電網(wǎng)側(cè)的電抗起到升壓的作用，本發(fā)明沒有采用隔離變壓器，變換器正常工作要求能夠抬升電壓。有源整流器采用全控器件，不同于傳統(tǒng)采用不可控全橋二極管的AC/DC變換器，由于電流在其主電路中具有雙向流動性，這就決定了模塊中的2個(gè)有源整流器能夠工作于不同的狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)了交、直流側(cè)可控的四象限變流。
【權(quán)利要求】
1.一種兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置，其特征在于，包括η個(gè)并聯(lián)的雙PWM變換可逆變流模塊；所述雙PWM變換可逆變流模塊包括全控三相半橋AC/DC模塊和全控三相半橋DC/AC模塊，所述全控三相半橋AC/DC模塊與所述全控三相半橋DC/AC模塊串聯(lián)；所述η個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊的η個(gè)全控三相半橋AC/DC模塊分別通過輸入濾波電感接入交流電源；所述η個(gè)雙PWM變換可逆變流模塊的η個(gè)全控三相半橋DC/AC模塊分別通過輸出濾波電感與并/離網(wǎng)濾波模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置，其特征在于，n^ 8,且η為大于零的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置，其特征在于，η=6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3之一所述的兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置，其特征在于，所述并/離網(wǎng)濾波模塊包括多組并聯(lián)的濾波器，每組濾波器包括16個(gè)并聯(lián)的濾波器；所述濾波器包括電子開關(guān)和與所述電子開關(guān)串聯(lián)的電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置，其特征在于，所述并/離網(wǎng)濾波模塊包括3組濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兆瓦級無諧波可逆變流岸電供電裝置，其特征在于，所述雙PWM變換可逆變流模塊功率為500kW。
【文檔編號】H02M5/458GK104167929SQ201410396755
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】戴瑜興, 畢大強(qiáng), 郜克存, 曾國強(qiáng), 鄭崇偉 申請人:溫州大學(xué), 清華大學(xué)