[發明專利]新型多功能電力電子限流系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201310216691.4
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103280789B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 帥智康;李勝男;郭成;覃日升;涂春鳴;盤宏斌;姚鵬;楊韜;鄧樹;侯尊;唐君華;姜飛
• 申請（專利權）人: 湖南大學;云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H3/08;H02J3/12
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所43205
• 代理人: 許伯嚴

1.一種新型多功能電力電子限流系統，其特征在于，所述電力電子系統主要由PWM穩壓模塊、三單相DVR模塊、晶閘管支路三部分組成；PWM穩壓模塊通過并聯變壓器并入電網，三單相DVR模塊通過共用PWM穩壓模塊的直流側實現能量供給，三單相DVR模塊的各逆變單元輸出點和輸出濾波電抗器之間設立晶閘管支路，晶閘管支路連接DVR模塊逆變單元的兩個輸出點，DVR的輸出通過串聯變壓器串入電網和負載之間，同時在串聯變壓器二次側并聯小電容C濾波支路。

2.如權利要求1所述的新型多功能電力電子限流系統，其特征在于，PWM穩壓模塊的連接方式：電感分別依次連接到絕緣柵雙極型晶體管IGBT上，直流側電容并聯在絕緣柵雙極型晶體管IGBT的兩端。

3.如權利要求1所述的新型多功能電力電子限流系統，其特征在于，三單相DVR模塊的連接方式：三單相DVR的絕緣柵雙極型晶體管IGBT分別依次并聯在直流側電容的兩端。

4.如權利要求1所述的新型多功能電力電子限流系統，其特征在于，晶閘管支路的連接方式：晶閘管支路連接在單相DVR各逆變單元輸出點和輸出濾波電抗器之間，通過雙向晶閘管短路到DVR逆變單元的另一輸出端。

5.如權利要求1所述的新型多功能電力電子限流系統，其特征在于，PWM穩壓模塊的控制過程為：

直流側電壓標準值與實際檢測到的直流側電壓值U_dc做差，其差值經過PI調節器后與三相電壓同頻同相的正弦量sin相乘后與實際檢測到的穩壓電流做差，其差值經過PI調節器后進行三角波調制，調制后得到的信號經過驅動電路后控制穩壓模塊的H橋，然后穩壓模塊的H橋的輸出電流信號即為實際檢測到的穩壓電流，再反饋到第二次PI調節器之前。

6.如權利要求1所述的新型多功能電力電子限流系統，其特征在于，電壓補償與模式切換控制過程為：

設定的穩定標準電壓為與實際檢測到的電源側電壓為U_s作差，其差值乘以1/k后與DVR實際輸出的二次側補償電壓做差，經過PI調節器后進行三角波調制，調制后得到的信號連接到與門的輸入端，同時電流i_sl經過故障檢測后一部分經驅動后送入晶閘管，一部分經過閉鎖模塊連接到與門的另一輸入端，與門的輸出端連接到驅動電路后送入逆變橋。

7.如權利要求1所述的新型多功能電力電子限流系統，其特征在于，針對不同類型短路故障的限流邏輯順序為：

當系統發生單相對地短路時，電力系統三相之間的線電壓依然對稱，系統可以帶著一個接地點繼續運行，限流裝置不動作；

當系統發生相間短路或相間接地短路時，裝置檢測到短路電流，控制故障相的DVR工作脈沖進行封鎖，故障相DVR不工作，封鎖脈沖10us后，將故障相的晶閘管導通，則DVR輸出電感被短接在串聯變壓器的二次側，輸出電感等效到一次側的阻抗作為線路的限流阻抗進行限流，同時保持非故障相可以持續運行在電壓質量補償狀態；

當系統發生三相短路或三相對地短路時，裝置檢測到三相短路電流后，封鎖三相DVR的工作脈沖，延時10us后，控制三相晶閘管D1，D2，D3都導通，則三相的DVR輸出電感都被短路到串聯變壓器的二次側，電感通過串聯變壓器等效到一次側的阻抗進行限流；

當電網某相或某幾相發生故障時，該相進入限流態的時間僅為us級，而繼保動作到完成系統跳閘的時限通常為0.5s-1s。