[發明專利]綠色節能直流電站

有效

• 申請號: 200910042768.4
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN101557116A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 羅隆福;張志文;熊芝耀;許加柱;李勇;董書大;邵鵬飛;劉文業
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00;H02J3/18;H02J1/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明涉及一種整流裝置，特別涉及一種綠色節能直流電站。

背景技術

目前，含交直流電力電子變換裝置的直流電站普遍存在諧波污染嚴重、功率因數低、運行效率低、工作噪音高等問題，這勢必會造成一定程度上的電能浪費，給企業的經濟效益帶來負面影響。并且，諧波電流竄擾至電網側，對電網也會造成一定的污染，影響電網的安全經濟運行。傳統的解決上述問題的方法主要有兩種。一種是采用多重化整流的方案，通過增加移相變壓器，或者在整流變壓器一次側配置移相繞組，實現12、18、24甚至更高的48脈波多重化整流。該方法雖能在一定程度上解決上述的一些問題，但由于增加了移相變壓器或移相繞組，使得變壓器部分材料利用率降低，初期投資成本增加；由于多重化整流，使得電力電子變流裝置(晶閘管、可控硅、二極管等)在工作周期內導通的時間減少，降低了設備使用率；并且，多重化整流使得整個直流電站的電氣接線變得復雜，多個整流單元需要協調工作，這給控制帶來了一定的難度，降低了直流系統運行的可靠性。另一種方法是采用諧波抑制與無功補償技術，這同樣能在一定程度上解決上述一些問題，但由于濾波與功補裝置一般并接于電網側，濾波效果受系統阻抗的影響較大，容易與系統阻抗發生串/并聯諧振，引起某些次諧波電流的放大，這同樣會消極影響電網的安全經濟運行。不僅如此，上述兩種方法都只是被動式地解決諧波與無功對電網的不良影響，至于諧波與無功對直流電站本身帶來的危害卻沒有得到任何的改善。由于電力電子變換裝置的非線性而產生的諧波與無功在直流電站主電氣設備中自由流通，這勢必會造成一定程度上的運行損耗，縮短了主設備的使用壽命，并且使得整個直流電站的噪音增大，效率降低。

發明內容

為了解決現有的直流電站能耗大、效率低、噪音高的上述技術問題，本發明提出了一種綠色節能直流電站，該直流電站不僅能提升系統的運行效率，而且能實現高功率因數的恒定控制和良好的諧波屏蔽，降低站內主電氣設備的電磁噪音，起到節能環保的作用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括輸入交流電壓采樣電路、輸入交流電流采樣電路、有載調壓器、整流變壓器、整流器、控制器、濾波與功率補償裝置、輸出直流電壓采樣電路、輸出直流電流采樣電路，所述輸入交流電壓采樣電路及輸入交流電流采樣電路的輸出接控制器，有載調壓器串接在交流輸入電源及整流變壓器輸入端之間，整流變壓器的二次側低壓繞組與整流器輸入端相接，整流變壓器的二次側中壓繞組接濾波與功率補償裝置，輸出直流電壓采樣電路及輸出直流電流采樣電路的輸出接控制器，控制器的控制輸出分別接整流器、濾波與功率補償裝置的控制端。

本發明的技術效果在于：本發明中的整流變壓器采用三繞組結構型式，其一次側繞組采用星形接線與交流電源相接，其二次側低壓繞組采用同相逆并聯，輸出端與整流器相連接，而其二次側中壓繞組采用三角形接線，輸出端接調諧與恒功率因數控制裝置，濾波與功率補償裝置可將含量較大的諧波屏蔽在整流變壓器的二次側繞組，大大降低了整流變壓器的諧波損耗，以及由高頻分量所引起的振動與噪音，并實現高功率因數的恒定控制；通過整流變壓器有載調壓器和整流器觸發角的協調控制，實現直流電流的在線調節與控制，并且，在協調控制過程中確保整流器的觸發角穩定在5°～10°范圍內，從而實現直流系統的高效率最優運行。

下面結合附圖對本發明進一步說明。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖。

圖2是本發明的控制流程圖。

圖1中各部件說明如下：1.交流電源，2.輸入交流電壓采樣電路，3.輸入交流電流采樣電路，4.有載調壓器，5.整流變壓器，6.可控電抗器，7.5/7次雙調諧濾波器(或5、7次單調諧濾波器)，8.11/13次雙調諧濾波器(或11、13次單調諧濾波器)，9.高通濾波器，10.并聯電力電容器，11.濾波裝置，12.濾波和功率補償裝置，13.整流器，14.控制器，15.輸出直流電壓采樣電路，16.輸出直流電流采樣電路，17.直流負載。

具體實施方式