[實用新型]一種分相儲能裝置無串聯變壓器的電壓質量調節裝置

有效

• 申請號: 201220138733.8
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN202550557U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 張宇;何維國;劉雋;包海龍;樸紅艷
• 申請（專利權）人: 上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/01;H02J3/18;H02J13/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 章鳴玉

技術領域

本實用新型涉及一種用于交流干線或交流配電網絡的電路裝置，尤其是涉及到一種適用于高壓交流電網穩定電壓和減少諧波或波紋的裝置。

背景技術

城市電網中現代工業、商業和居民用電設備，如高性能辦公設備、精密實驗儀器、變頻調速設備、可編程邏輯控制器、各種自動生產線以及計算機系統等對電源特性變化敏感性負荷呈逐年上升趨勢，對電能質量的要求不斷提高。對敏感用戶(如半導體制造企業)而言，幾十毫秒的電壓暫降就可能導致設備損壞、生產線停產，造成巨大經濟損失。與此同時，分布式能源、沖擊性和干擾性負荷的大量接入等因素都使得電網電能質量存在日趨惡化的趨勢，嚴重威脅電力系統的安全運行和用電設備的正常工作。

針對敏感負荷電能質量控制問題，國內外開展了電能質量控制產品的研究制造。但是，電能質量控制裝置還沒有形成標準化的產品，并且主要停留在低壓小容量范圍，中國實用新型專利“低諧波電源質量控制系統”(實用新型專利號：ZL201020133972公開號：CN201656479)公開了一種低諧波電源質量控制系統。該低諧波電源質量控制系統包含檢測裝置、電力調整裝置、阻性負載裝置。檢測裝置接收來自于阻性負載裝置的反饋信號。檢測裝置輸出的控制信號可以用電壓或電流為信號。電力調整裝置接收到所述控制信號后，以比例方式輸出驅動電壓。所述比例方式為在連續輸出時間間隔輸出全功率驅動電壓，并在連續不輸出時間間隔停止輸出全功率驅動電壓。阻性負載裝置接收驅動電壓后，輸出反饋信號到檢測裝置。以比例方式在連續輸出時間間隔輸出全功率驅動電壓，并在連續不輸出時間間隔停止輸出全功率驅動電壓，將能夠有效的減少產生電力的諧波。但是該裝置僅適用于小功率的阻性負載裝置，不適用于高壓大功率的電網電能質量控制；其目的是減少阻性負載裝置產生的諧波對電源質量的影響，而不是通過改善供電電網的電能質量，為敏感負載提供更高質量的電源。

實用新型內容

本實用新型的目的是要提供一種分相儲能裝置無串聯變壓器的電壓質量調節裝置，解決提高敏感用戶供電電能質量，減少電網和敏感負載用電設備的故障、降低電網損耗、提高電能利用率的技術問題。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種分相儲能裝置無串聯變壓器的電壓質量調節裝置，包括電壓調節模塊和檢測控制模塊，所述的分相儲能裝置無串聯變壓器的電壓質量調節裝置連接在三相系統電源和敏感負載之間，所述的檢測控制模塊的檢測輸入端連接到三相系統電源，所述的檢測控制模塊的控制輸出端，連接到電壓調節模塊，其特征在于：

所述的電壓調節模塊為多重化級聯IGBT功率模塊，每相由n個串聯連接的基波電壓補償單元組成，其中1≤n≤20；

所述的基波電壓補償單元的主電路是IGBT連接組成的H橋功率單元電路；

所述的電壓調節模塊設有諧波電壓補償單元，所述的諧波電壓補償單元的主電路是IGBT連接組成的H橋功率單元電路；連接在三相系統電源同一相上的諧波電壓補償單元與基波電壓調節模塊串聯連接；

所述的H橋功率單元電路的直流側，連接有儲能電容器，連接在三相系統電源同一相上的電壓調節模塊中的所有儲能電容器，經由IGBT功率模塊級聯連接，構成該相電壓調節模塊的分相儲能裝置。

本實用新型的分相儲能裝置無串聯變壓器的電壓質量調節裝置的一種較佳的技術方案，其特征在于所述的檢測控制模塊包含數字信號處理器、信號調理元件、電流/電壓轉換元件和網絡接口單元；所述的數字信號處理器設有AD轉換器和PWM輸出端口，所述AD轉換器的模擬信號輸入端，通過信號調理元件和電流/電壓轉換元件連接到三相系統電源的電壓互感器和電流互感器；所述PWM輸出端口通過IGBT驅動電路，分別連接到各路基波電壓補償單元和諧波電壓補償單元的IGBT的柵極。

本實用新型的分相儲能裝置無串聯變壓器的電壓質量調節裝置的一種改進的技術方案，其特征在于所述的檢測控制模塊還包含網絡接口單元，所述的數字信號處理器通過網絡接口單元連接到三相系統電源的電網監控系統。

本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型的分相儲能裝置無串聯變壓器的電壓質量調節裝置，可以顯著提高敏感用戶供電電能質量，減少電網和敏感負載用電設備的故障、降低電網損耗、提高電能利用率。

2.采用多重化級聯IGBT功率模塊，通過功率單元的串聯，降低了功率器件的耐壓要求，可采用技術成熟、價格低廉的低壓IGBT組成逆變單元，通過串聯單元的個數適應不同的輸出電壓要求。