[發(fā)明專利]一種具備故障限流功能的新型電能質(zhì)量控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310234552.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN103280811A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂春鳴;帥智康;盤宏斌;姚鵬;姜飛;蘭征;侯尊;鄧樹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/14
• 分類號(hào): H02J3/14;H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具備故障限流功能的新型電能質(zhì)量控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的因素主要是各種形式的短路故障及各種電能質(zhì)量問題。短路故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)電流突然增大、電壓降低，不僅使電氣設(shè)備不能正常工作，引起停電事故，而且破壞電氣絕緣，燒毀電氣設(shè)備，引發(fā)火災(zāi)，甚至造成系統(tǒng)解列、破壞系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面，近年來，各種非線性、沖擊性和不平衡負(fù)載不斷接入電網(wǎng)，引起電網(wǎng)電流、電壓波形發(fā)生畸變，造成電網(wǎng)電壓跌落等電能質(zhì)量問題，這些電能質(zhì)量問題增加線路損耗，使電能損失嚴(yán)重，由此引發(fā)的電力系統(tǒng)安全事故頻現(xiàn)。因此，電網(wǎng)短路故障和電壓波動(dòng)、電壓不平衡等電能質(zhì)量問題都將對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和用戶產(chǎn)生不利影響?，F(xiàn)有的比較成熟的限流技術(shù)方案主要是在母線上串聯(lián)電抗器。

現(xiàn)有限流技術(shù)的主要特點(diǎn)：

1、母線串聯(lián)電抗僅能實(shí)現(xiàn)故障限流的功能，不能解決電能質(zhì)量問題對(duì)電網(wǎng)及用戶的影響。

2、母線串聯(lián)電抗會(huì)耗費(fèi)大量有功、無功能量。

3、母線串聯(lián)電抗利用率低下，僅在故障時(shí)起作用。

4、由于長期串接在電網(wǎng)內(nèi)，串聯(lián)電抗不能太大，使限流效果不夠好。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具備故障限流功能的新型電能質(zhì)量控制系統(tǒng)及其控制方法，能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)短路故障限流和電壓波動(dòng)補(bǔ)償、不平衡補(bǔ)償、諧波電壓補(bǔ)償?shù)亩喙δ芡負(fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方法以及針對(duì)不同類型的短路故障的邏輯控制方式。

其技術(shù)方案如下：

一種具備故障限流功能的新型電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，主要由三相H橋PWM整流器、三相四橋臂串聯(lián)變流器、晶閘管控制短路支路、晶閘管控制旁路電抗支路組成，其中三相H橋PWM整流器通過并聯(lián)變壓器T4并入電網(wǎng)，三相四橋臂串聯(lián)變流器與PWM整流器通過共用直流側(cè)實(shí)現(xiàn)能量雙向交換，串聯(lián)變流器輸出采用LC濾波器，A、B、C三相橋臂輸出點(diǎn)通過晶閘管控制短路支路連接到串聯(lián)變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)，串聯(lián)變壓器一次側(cè)并聯(lián)晶閘管控制旁路電抗支路，所述具備故障限流功能的新型電能質(zhì)量控制系統(tǒng)串入到電網(wǎng)和負(fù)載之間。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述串聯(lián)變壓器二次側(cè)采用星形接法，串聯(lián)變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)引出接到三相四橋臂串聯(lián)變流器的第四橋臂輸出點(diǎn)o。

一種具備故障限流功能的新型電能質(zhì)量控制系統(tǒng)其控制方法包括：對(duì)三相H橋PWM整流器的控制、三相四橋臂串聯(lián)變流器控制、限流控制，其具體控制過程如下：

(1)對(duì)三相H橋PWM整流器采用工程無差拍控制，其具體控制步驟如下：

1、直流側(cè)需要穩(wěn)定到的電壓值與實(shí)際檢測到的直流側(cè)電壓值U_dc做差后進(jìn)行PI調(diào)節(jié)；

2、PI調(diào)節(jié)后的量乘以與并聯(lián)變壓器二次側(cè)三相電壓同頻同相的正弦量sin，作為所需三相穩(wěn)壓電流的指令值(即iwa*,iwb*,iwc*]]>)；

3、三相穩(wěn)壓電流的指令值與實(shí)際檢測到的穩(wěn)壓電流i_{w(a，b，c)}(即i_wa，i_wb，i_wc)做差，得到的差值乘以其中L_z為PWM整流器輸出電感的值，dt為離散下控制頻率的周期；

4、由3中得到的數(shù)據(jù)加上并聯(lián)變壓器二次側(cè)檢測到的各相電壓U_{w(a，b，c)}(即U_wa，U_wb，U_wc)，再乘以就得到了ABC三相的占空比d_{on(a，b，c)}(即d_ona，d_onb，d_onc)，三相占空比信號(hào)調(diào)制后經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制三相H橋PWM整流器。

(2)三相四橋臂串聯(lián)變流器的電壓補(bǔ)償采用單周控制，第四橋臂的回饋采用電流閉環(huán)PI控制，其具體控制步驟如下：