[發明專利]一種大容量統一電能質量控制器及其控制方法

有效

• 申請號: 201310652084.2
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103618310A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 張一博;燕翚;葉衛華;訾振寧;劉琳
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;中電普瑞科技有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/26
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種大容量統一電能質量控制器，所述統一電能質量控制器采用三相三線制并串結構，包括通過公共直流母線連接的并聯型電壓源變流器和串聯型電壓源變流器；其特征在于，所述并聯型電壓源變流器采用多繞組的單相變壓器連接單相H橋變換器結構，所述多繞組單相變壓器原邊通過并聯電抗器接入交流側電網，所述多繞組單相變壓器副邊與H橋變換器的交流側連接；所述串聯型電壓源變流器采用單相H橋變換器結構，與并聯型電壓源變流器的H橋變換器形成“背靠背”結構，串聯型電壓源變流器的單相H橋變換器分別通過RLC濾波電路以及旁路晶閘管單元以級聯的方式接入直流側電網。

2.如權利要求1所述的統一電能質量控制器，其特征在于，所述串聯側單相H橋變換器包括并聯的H橋、濾波電容器C支路和電阻R_L支路；電抗器-電阻串聯支路連接在H橋其中兩個橋臂之間的a點，直流電源u_s與電抗器-電阻串聯支路并聯后連接在H橋另外兩個橋臂之間的b點；所述電抗器-電阻串聯支路由串聯的電抗器L和電阻R組成；

所述H橋由四個橋臂組成，每個橋臂由IGBT模塊組成，所述IGBT模塊包括IGBT器件以及與其反并聯的二極管組成。

3.如權利要求1所述的統一電能質量控制器，其特征在于，所述并聯型電壓源變流器的單相H橋變換器結構與串聯型電壓源變流器的單相H橋變換器結構之間并聯有電容器。

4.如權利要求1所述的統一電能質量控制器，其特征在于，所述RLC濾波電路由串聯的電容器、電阻和電抗器組成；所述晶閘管單元由反并聯的兩個晶閘管組成。

5.如權利要求1所述的統一電能質量控制器，其特征在于，所述并聯型電壓源變流器和串聯型電壓源變流器均為雙向PWM變流器。

6.一種大容量統一電能質量控制器的控制方法，其特征在于，所述控制方法通過基于虛擬正交坐標變換的控制方式實現，所述基于虛擬正交坐標變換使統一電能質量控制器并聯型電壓源變流器的單相H橋變換器等效為三相整流器，等效后具有三相整流器的功率因數可控和諧波抑制的功能，用于實現三相對稱電壓系統條件下三相整流器的功能。

7.如權利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述單相H橋變換器采用基爾霍夫定律得到的數學模型如下：

Ldisdt=us-Ris-uab---(1);]]>

CdUdcdt=uabisUdc-UdcRL---(2);]]>

其中：L為電抗器L電感值，i_s為流經電抗器-電阻串聯支路的電流值，u_s為交流電源的電壓值，R為線路損耗等效電阻R的阻值；u_ab為H橋a、b兩點之間的電壓值，C為電容器C的電容值，U_dc為電容器C兩端的電壓值，R_L為等效直流負載電阻R_L的阻值。