Cấu trúc bộ biến đổi kết nối trực tiếp được biết đến như một sự cải tiến về mặt kỹ thuật từ bộ biến đổi kết nối máy biến áp. Kết nối trực tiếp là tốt nhất và phù hợp cho các thiết bị nối tiếp mà chỉ trao đổi công suất phản kháng với lưới điện, vì việc chuyển công suất đòi hỏi nạp điện của ba DC- link riêng biệt. Đặc trưng của các hệ thống này là không có hệ thống lưu trữ năng lượng riêng, còn khả năng bù sự lõm điện áp phụ thuộc vào điện áp nguồn cực đại của bộ biến đổi (trong đó có tỷ số biến áp nguồn), tài liệu [27,28].
Hình 2.7 Các cấu trúc bộ biến đổi kết nối trực tiếp một pha [64]
Hình 2.8 Các cấu trúc bộ biến đổi kết nối trực tiếp hệ thống ba pha [27,28]
VSC_3 DC-Link
Phía nguồn Phía tải
VSC_2 VSC_1 1 BANT-1 UDC UDC UDC UDC UDC UDC BANT-2 BANT-3 DC-Link DC-Link Tải Nguồn L1 Nguồn L1 N L1 L2 L3 Cf Cf Cf CDC CDC CDC
Cầu 1 Cầu 2 Cầu 3
33
Trên hình 2.7 trình bày các cấu trúc liên kết một pha. Các bộ biến đổi có thể được cấp nguồn qua biến áp hạ áp và không mắc qua biến áp nối tiếp.
Hình 2.8 trình bày cấu trúc bộ biến đổi trực tiếp ba pha.
Các lợi thế của bộ biến đổi kết nối trực tiếp được chỉ ra sau đây.
Đặc tính động học sẽ được cải thiện, bởi vì băng thông không bị giảm bởi các máy biến áp và các ảnh hưởng phi tuyến, tổn thất điện áp gây ra bởi các máy biến áp được loại bỏ.
Tránh được sự cồng kềnh của máy biến áp. Một giải pháp DVR nhỏ gọn có thể được phát triển và giá thành thấp, trọng lượng nhẹ ...
Một số nhược điểm của cấu trúc liên kết này.
Bảo vệ các bộ biến đổi điện tử công suất là phức tạp hơn và mức cách ly cơ bản phải được đảm bảo tốt hơn.
Các cấu trúc liên kết bộ biến đổi đã phức tạp hơn và một sự cách ly cao với đất phải được đảm bảo.
Trong các cấu trúc bộ biến đổi kết nối biến áp nối tiếp có thể sử dụng điện áp tụ điện phía một chiều (DC), dẫn đến bộ biến đổi được lựa chọn với điện áp danh định thấp, thường nhỏ hơn rất nhiều so với giá trị cực đại của điện áp chèn. Trong khi các hệ thống không biến áp, điện áp này phải cỡ bằng điện áp chèn, như vậy, trong các hệ thống sử dụng ở mức điện áp trung bình yêu cầu sử dụng các linh kiện có giá thành cao hơn. Mặt khác, trong các giải pháp kỹ thuật, sự cách ly pha các phần tử bộ biến đổi, xuất hiện yêu cầu sử dụng ba bộ biến đổi một pha độc lập, điều đó chứng tỏ rằng cần phải tăng tổng điện dung các tụ điện để có thể bù hợp lý các lõm. Yêu cầu bộ biến đổi trong các hệ thống không biến áp thường sử dụng bộ biến đổi đa mức có cấu trúc nối tầng.
Như vậy các phương pháp bỏ biến áp nối tiếp được đánh đổi bằng sự tăng độ phức tạp của điều khiển hệ thống bộ biến đổi cũng như cách ly và bảo vệ bộ biến đổi.