[發(fā)明專利]一種限流儲(chǔ)能電路有源阻尼的限流控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010121461.6
• 申請(qǐng)日: 2010-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101794989A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭文勇;肖立業(yè);戴少濤;張志豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): H02H9/02
• 分類號(hào): H02H9/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

1.一種超導(dǎo)限流儲(chǔ)能電路有源阻尼的限流控制電路，其特征在于所述的控制電路中： 第一開(kāi)關(guān)（S1）、第二開(kāi)關(guān)（S2）、第三開(kāi)關(guān)（S3）、第四開(kāi)關(guān)（S4）、第五開(kāi)關(guān)（S5）和第六 開(kāi)關(guān)（S6）組成第一電流源變流器（CSC1）；第一開(kāi)關(guān)（S1）的陰極與第四開(kāi)關(guān)（S4）的陽(yáng) 極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)（PA1）；第一開(kāi)關(guān)（S1）與第四開(kāi)關(guān)（S4）構(gòu)成第一電流源逆 變器的第一半橋（HB1）；第二開(kāi)關(guān)（S2）的陰極與第五開(kāi)關(guān)（S5）的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第二交 流連接點(diǎn)（PA2）；第二開(kāi)關(guān)（S2）與第五開(kāi)關(guān)（S5）構(gòu)成第二半橋（HB2）；第三開(kāi)關(guān)（S3） 的陰極與第六開(kāi)關(guān)（S6）的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)（PA3）；第三開(kāi)關(guān)（S3）與第六 開(kāi)關(guān)（S6）構(gòu)成第三半橋（HB3）；第一開(kāi)關(guān)（S1）、第二開(kāi)關(guān)（S2）和第三開(kāi)關(guān)（S3）的陽(yáng) 極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)（PD1）；第四開(kāi)關(guān)（S4）、第五開(kāi)關(guān)（S5）和第六開(kāi)關(guān) （S6）的陰極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)（PD2）；第七開(kāi)關(guān)（S7）的陽(yáng)極與第二直流 連接點(diǎn)（PD2）相連，第七開(kāi)關(guān)（S7）的陰極與第一直流連接點(diǎn)（PD1）相連；超導(dǎo)磁體（Lsc） 的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)（PD1）和第三直流連接點(diǎn)（PD3）相連；第一電流源（Idc） 的電流流出端與第三直流連接點(diǎn)（PD3）相連，第一電流源的電流流入端與第二直流連接點(diǎn) （PD2）相連；第一濾波電容器（C1）的一端和第一單相變壓器（Tr1）次邊的一端相連后與 第一交流連接點(diǎn)（PA1）相連；第二濾波電容器（C2）的一端和第二單相變壓器（Tr2）次邊 的一端相連后與第二交流連接點(diǎn)（PA2）相連；第三濾波電容器（C3）的一端和第三單相變 壓器（Tr3）次邊的一端相連后與第三交流連接點(diǎn)（PA3）相連；第一、第二和第三濾波電容 的另一端、第一單相變壓器（Tr1）、第二單相變壓器（Tr2）和第三單相變壓器（Tr3）次邊 的另一端相互連接；第一單相變壓器（Tr1）原邊的一端與電網(wǎng)第一相電源（Us1）的一端相 連，第一單相變壓器（Tr1）原邊的另一端和第一相負(fù)載（Z1）的一端相連；第二單相變壓 器（Tr2）原邊的一端與電網(wǎng)第二相電源（Us2）的一端相連，第二單相變壓器（Tr2）原邊 的另一端和第二相負(fù)載（Z2）的一端相連；第三單相變壓器（Tr3）原邊的一端與電網(wǎng)第三 相電源（Us3）的一端相連，第三單相變壓器（Tr3）原邊的另一端和第三相負(fù)載（Z3）的一 端相連；所述第一開(kāi)關(guān)（S1）至第七開(kāi)關(guān)（S7）均為逆阻型開(kāi)關(guān)，或者由逆導(dǎo)型開(kāi)關(guān)串聯(lián)一 個(gè)二極管替代所述的逆阻型開(kāi)關(guān)；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，第一電流源逆變器（CSC1）的第 一半橋（HB1）輸出與第一濾波電容器（C1）相位相同，幅值為1/R的電流；第一電流源逆 變器（CSC1）的第二半橋（HB2）輸出與第二濾波電容器（C2）相位相同，幅值為1/R的電 流；第一電流源逆變器（CSC1）的第三半橋（HB3）輸出與第三濾波電容器（C3）相位相同， 幅值為1/R的電流；等效于在第一、第二和第三濾波電容器（C1、C2、C3）上并聯(lián)阻值為R 的等效限流電阻；取等效電阻R的阻值小于濾波電容的阻抗值的兩倍以上，因此等效于在系 統(tǒng)中串入一個(gè)阻值為R的電阻，從而起到故障限流的作用，等效限流電阻R同時(shí)阻尼濾波電 容與線路電感和系統(tǒng)電感之間的諧振；與此同時(shí)，電流源工作于有源逆變的狀態(tài)，將限流過(guò) 程中超導(dǎo)磁體吸收的能量逆變回電網(wǎng)，以防止超導(dǎo)磁體產(chǎn)生過(guò)流故障。

2.一種超導(dǎo)限流儲(chǔ)能電路有源阻尼的限流控制電路，其特征在于所述的控制電路中： 第一開(kāi)關(guān)（S1）、第二開(kāi)關(guān)（S2）、第三開(kāi)關(guān)（S3）和第四開(kāi)關(guān)（S4）組成第一電流源變流器 （CSC1）；第四開(kāi)關(guān)（S4）的陰極與第一開(kāi)關(guān)（S1）的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)（PA1）； 第三開(kāi)關(guān)（S3）的陰極與第二開(kāi)關(guān)（S2）的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)（PA2）；第一開(kāi) 關(guān)（S1）和第二開(kāi)關(guān)（S2）的陰極相連，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)（PD1）；第三開(kāi)關(guān)（S3）和第 四開(kāi)關(guān)（S4）的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)（PD2）；第五開(kāi)關(guān)（S5）、第六開(kāi)關(guān)（S6）、 第七開(kāi)關(guān)（S7）和第八開(kāi)關(guān)（S8）組成第二電流源變流器（CSC2）；第八開(kāi)關(guān)（S8）的陰極 與第五開(kāi)關(guān)（S5）的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)（PA3）；第七開(kāi)關(guān)（S7）的陰極與第六 開(kāi)關(guān)（S6）的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)（PA4）；第五開(kāi)關(guān)（S5）和第六開(kāi)關(guān)（S6）的 陰極相連，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)（PD3）；第七開(kāi)關(guān)（S7）和第八開(kāi)關(guān)（S8）的陽(yáng)極相連，構(gòu) 成第四直流連接點(diǎn)（PD4）；第九開(kāi)關(guān)（S9）、第十開(kāi)關(guān)（S10）、第十一開(kāi)關(guān)（S11）和第十二 開(kāi)關(guān)（S12）組成第三電流源變流器（CSC3）；第十二開(kāi)關(guān)（S12）的陰極與第九開(kāi)關(guān)（S9） 的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)（PA5）；第十一開(kāi)關(guān)（S11）的陰極與第十開(kāi)關(guān)（S10）的 陽(yáng)極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)（PA6）；第九開(kāi)關(guān)（S9）和第十開(kāi)關(guān)（S10）的陰極相連， 構(gòu)成第五直流連接點(diǎn)（PD5）；第十一開(kāi)關(guān)（S11）和第十二開(kāi)關(guān)（S12）的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第 六直流連接點(diǎn)（PD6）；超導(dǎo)磁體（Lsc）的兩端分別與第二直流連接點(diǎn)（PD2）和第七直流連 接點(diǎn)（PD7）相連；第一電流源（Idc)的電流流出端與第七直流連接點(diǎn)（PD7）相連，第一電 流源的電流流入端與第五直流連接點(diǎn)（PD5）相連；第一直流連接點(diǎn)（PD1）與第四直流連接 點(diǎn)（PD4）相連；第三直流連接點(diǎn)（PD3）與第六直流連接點(diǎn)（PD6）相連；第十三開(kāi)關(guān)（S13） 的陽(yáng)極與第一直流連接點(diǎn)（PD1）相連，第十三開(kāi)關(guān)（S13）的陰極與第二直流連接點(diǎn)（PD2） 相連；第十四開(kāi)關(guān)（S14）的陽(yáng)極與第三直流連接點(diǎn)（PD3）相連，第十四開(kāi)關(guān)（S14）的陰 極與第四直流連接點(diǎn)（PD4）相連；第十五開(kāi)關(guān)（S15）的陽(yáng)極與第五直流連接點(diǎn)（PD5）相 連，第十五開(kāi)關(guān)（S15）的陰極與第六直流連接點(diǎn)（PD6）相連；第一濾波電容（C1）與第一 單相變壓器（Tr1）的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第一交流連接點(diǎn)（PA1）和第二交流連接點(diǎn)（PA2） 相連，第二濾波電容（C2）與第二單相變壓器（Tr2）的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第三交流 連接點(diǎn)（PA3）和第四交流連接點(diǎn)（PA4）相連，第三濾波電容（C3）與第三單相變壓器（Tr3） 的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第五交流連接點(diǎn)（PA5）和第六交流連接點(diǎn)（PA6）相連；第一單 相變壓器（Tr1）原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源（Us1）的一端和第一相負(fù)載（Z1）的一 端相連；第二單相變壓器（Tr2）原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源（Us2）的一端和第二相 負(fù)載（Z2）的一端相連；第三單相變壓器（Tr3）原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源（Us3） 的一端和第三相負(fù)載（Z3）的一端相連；所述第一開(kāi)關(guān)（S1）至第十五開(kāi)關(guān)（S15）均為逆 阻型開(kāi)關(guān)，或者用逆導(dǎo)型開(kāi)關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開(kāi)關(guān)；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障 時(shí)，第一電流源逆變器（CSC1）輸出與第一濾波電容器（C1）相位相同，幅值為1/R的電流； 第二電流源逆變器（CSC2）輸出與第二濾波電容器（C2）相位相同，幅值為1/R的電流；第 三電流源逆變器（CSC3）輸出與第三濾波電容器（C3）相位相同，幅值為1/R的電流；等效 于在第一、第二、第三濾波電容器（C1、C2、C3）上并聯(lián)阻值為R的等效限流電阻；取等 效電阻的阻值小于濾波電容的阻抗值的兩倍以上，因此等效于在系統(tǒng)中串入一個(gè)阻值為R的 電阻，從而起到故障限流的作用，等效限流電阻R同時(shí)阻尼由于濾波電容和線路電感和系統(tǒng) 電感之間產(chǎn)生的諧振；與此同時(shí)，電流源工作于有源逆變的狀態(tài)，將限流過(guò)程中超導(dǎo)磁體吸 收的能量逆變回電網(wǎng)，以防止超導(dǎo)磁體產(chǎn)生過(guò)流故障。