[發(fā)明專利]一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310149145.3
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103236693A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩;盛超;徐柏榆;馬明;劉正富;張俊峰;楊汾艷;王奕;曾杰;孫聞;陳曉科;劉進(jìn)軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院;西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器。

背景技術(shù)

統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（Unified?Power?Quality?Conditioner,UPQC）是一類能綜合解決電壓電流電能質(zhì)量問題的電能質(zhì)量控制器。UPQC包括并聯(lián)單元和串聯(lián)單元。其中，串聯(lián)單元用于解決電壓問題，具備DVR、DUPS功能；并聯(lián)單元用于解決電流問題，具備D-STATCOM、APF功能。目前國內(nèi)已有研制小容量實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的報道，但實(shí)際的工程應(yīng)用，特別是在中高壓、大容量供電領(lǐng)域的應(yīng)用仍存在一定距離。

模塊化多電平換流器（Modular?Multilevel?Converter,MMC）技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為基于IGBT等全控開關(guān)器件的電力電子裝置在中高壓、大功率場合的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。該技術(shù)在柔性直流輸電領(lǐng)域的應(yīng)用展示了該技術(shù)的優(yōu)勢：它與開關(guān)管串聯(lián)技術(shù)相比，更易實(shí)現(xiàn)在更高電壓等級和功率要求場合的應(yīng)用；模塊化設(shè)計(jì)可以方便地提高裝置冗余度，增加了裝置的運(yùn)行可靠性；模塊化的設(shè)計(jì)也利于標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)模化生產(chǎn)，以便降低生產(chǎn)成本；多電平技術(shù)可以減小輸出電壓的諧波含量以及開關(guān)器件的開關(guān)頻率，進(jìn)而減少了開關(guān)損耗。同樣的，MMC技術(shù)也適用用UPQC裝置，為UPQC在中高壓、大容量的場合應(yīng)用提供了可能。

傳統(tǒng)的MMC-UPQC的串并聯(lián)單元均采用單變換器結(jié)構(gòu)，兩變換器在公共直流側(cè)相連。電壓暫降補(bǔ)償能力是UPQC的一個重要指標(biāo)，出于提高裝置電壓暫降補(bǔ)償能力的考慮，公共直流側(cè)電壓取得很高（遠(yuǎn)大于并聯(lián)單元直掛所要求的電壓）。串、并聯(lián)單元共用直流側(cè)，兩部分的子模塊數(shù)目相等，由于并聯(lián)單元只輸出饋線電壓，所以并聯(lián)單元的子模塊數(shù)目遠(yuǎn)大于并聯(lián)工作所需的子模塊數(shù)，即并聯(lián)單元存在較多子模塊一直冗余的情況，會造成裝置成本的浪費(fèi)問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提供一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器，能有效解決子模塊冗余問題，其電壓暫降補(bǔ)償能力和工作穩(wěn)定性都較高。

一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器，包括串聯(lián)單元和并聯(lián)單元；所述串聯(lián)單元包括兩個串聯(lián)變換器和三個變壓器，所述并聯(lián)單元包括一個并聯(lián)變換器；

兩個所述串聯(lián)變換器交流側(cè)的三個單相輸出端分別連接至三個所述變壓器的端子，其中兩個所述串聯(lián)變換器的同相輸出端接同一變壓器，所得的電壓通過三個所述變壓器耦合后串聯(lián)接入至三相饋線的每一條單相饋線上，兩個所述串聯(lián)變換器的直流側(cè)都分別連接至所述并聯(lián)變換器的直流側(cè)，所述并聯(lián)變換器交流側(cè)的三個單相輸出端分別連接至所述三相饋線上的每一條單相饋線上。

上述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器，其串聯(lián)單元采用了雙變換器串聯(lián)結(jié)構(gòu)，故串聯(lián)單元輸出則達(dá)到兩倍饋線電壓，提高了電壓暫降補(bǔ)償能力；并聯(lián)單元的并聯(lián)變換器采用單變換器結(jié)構(gòu)，串、并聯(lián)單元變換器通過公共直流側(cè)連接。直流側(cè)電壓可按并聯(lián)單元直掛的要求選擇，可在維持子模塊總數(shù)不變的條件下提高電壓暫降補(bǔ)償能力，同時充分利用并聯(lián)單元的所有子模塊，使并聯(lián)單元不存在子模塊冗余的問題。由于公共直流側(cè)電壓按并聯(lián)單元直掛選擇，故并聯(lián)單元不存在冗余的情況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器在一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中模塊化多電平變換器在一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1所示，是本發(fā)明統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器在一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，包括串聯(lián)單元11和并聯(lián)單元；所述串聯(lián)單元11包括兩個串聯(lián)變換器111和三個變壓器（T_a、T_b、T_c），所述并聯(lián)單元包括一個并聯(lián)變換器121；