[實用新型]一種分相儲能裝置無串聯(lián)變壓器的電能質(zhì)量控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220139039.8
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN202550540U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宇;何維國;劉雋;包海龍;樸紅艷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/01;H02J3/12
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230
• 代理人: 章鳴玉

技術(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

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

針對敏感負(fù)荷電能質(zhì)量控制問題，國內(nèi)外開展了電能質(zhì)量控制產(chǎn)品的研究制造。但是，電能質(zhì)量控制裝置還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)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(zhì)量控制系統(tǒng)”(實用新型專利號：ZL201020133972公開號：CN201656479)公開了一種低諧波電源質(zhì)量控制系統(tǒng)。該低諧波電源質(zhì)量控制系統(tǒng)包含檢測裝置、電力調(diào)整裝置、阻性負(fù)載裝置。檢測裝置接收來自于阻性負(fù)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(diào)整裝置接收到所述控制信號后，以比例方式輸出驅(qū)動電壓。所述比例方式為在連續(xù)輸出時間間隔輸出全功率驅(qū)動電壓，并在連續(xù)不輸出時間間隔停止輸出全功率驅(qū)動電壓。阻性負(fù)載裝置接收驅(qū)動電壓后，輸出反饋信號到檢測裝置。以比例方式在連續(xù)輸出時間間隔輸出全功率驅(qū)動電壓，并在連續(xù)不輸出時間間隔停止輸出全功率驅(qū)動電壓，將能夠有效的減少產(chǎn)生電力的諧波。但是該裝置僅適用于小功率的阻性負(fù)載裝置，不適用于高壓大功率的電網(wǎng)電能質(zhì)量控制；其目的是減少阻性負(fù)載裝置產(chǎn)生的諧波對電源質(zhì)量的影響，而不是通過改善供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量，為敏感負(fù)載提供更高質(zhì)量的電源。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是要提供一種分相儲能裝置無串聯(lián)變壓器的電能質(zhì)量控制裝置，解決提高敏感用戶供電電能質(zhì)量，減少電網(wǎng)和敏感負(fù)載用電設(shè)備的故障、降低電網(wǎng)損耗、提高電能利用率的技術(shù)問題。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種分相儲能裝置無串聯(lián)變壓器的電能質(zhì)量控制裝置，連接在三相系統(tǒng)電源和敏感負(fù)載之間，包括電壓電流調(diào)節(jié)模塊和檢測控制模塊，所述的檢測控制模塊的檢測輸入端連接到三相系統(tǒng)電源，所述的檢測控制模塊的控制輸出端，連接到電壓電流調(diào)節(jié)模塊，其特征在于：

所述的電壓電流調(diào)節(jié)模塊為多重化級聯(lián)IGBT功率模塊，每相由n個串聯(lián)連接的電壓補償單元組成，其中1≤n≤20；

所述的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；

H橋功率單元電路的直流側(cè)，連接有分相儲能裝置。

所述的電壓電流調(diào)節(jié)模塊包含諧波電流補償單元，所述的諧波電流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(tǒng)電源同一相上的諧波電流補償單元與電壓補償單元串聯(lián)連接；

所述的H橋功率單元電路的直流側(cè)，連接有儲能電容器，連接在三相系統(tǒng)電源同一相上的電壓調(diào)節(jié)模塊中的所有儲能電容器，經(jīng)由IGBT功率模塊級聯(lián)連接，構(gòu)成該相電壓調(diào)節(jié)模塊的分相儲能裝置。

本實用新型的分相儲能裝置無串聯(lián)變壓器的電能質(zhì)量控制裝置的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述的檢測控制模塊包含數(shù)字信號處理器、信號調(diào)理元件和電流/電壓轉(zhuǎn)換元件；所述的數(shù)字信號處理器設(shè)有AD轉(zhuǎn)換器和PWM輸出端口，所述AD轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端，通過信號調(diào)理元件和電流/電壓轉(zhuǎn)換元件連接到三相系統(tǒng)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(qū)動電路，分別連接到各路電壓補償單元和諧波電流補償單元的IGBT的柵極。

本實用新型的分相儲能裝置無串聯(lián)變壓器的電能質(zhì)量控制裝置的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的檢測控制模塊還包含網(wǎng)絡(luò)接口單元，所述的數(shù)字信號處理器通過網(wǎng)絡(luò)接口單元連接到三相系統(tǒng)電源的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。

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(lián)變壓器的電能質(zhì)量控制裝置，可以顯著提高敏感用戶供電電能質(zhì)量，減少電網(wǎng)和敏感負(fù)載用電設(shè)備的故障、降低電網(wǎng)損耗、提高電能利用率。

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