[實用新型]一種混合頻率控制的統一電能質量控制器

有效

• 申請號: 201320306611.X
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN203339696U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）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;劉進軍
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;西安交通大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術領域

本實用新型涉及電力系統電能質量控制技術領域，特別是涉及一種混合頻率控制的統一電能質量控制器。

背景技術

統一電能質量控制器（Unified?Power?Quality?Conditioner,UPQC）是一類能綜合解決電壓電流電能質量問題的電能質量控制器。UPQC包括并聯部分和串聯部分。其中，串聯部分用于解決電壓問題，具備DVR、DUPS功能；并聯部分用于解決電流問題，具備D-STATCOM、APF功能。目前國內已有研制小容量實驗樣機的報道，但實際的工程應用，特別是在中高壓、大容量供電領域的應用仍存在一定距離。

模塊化多電平換流器（Modular?Multilevel?Converter,MMC）技術的出現和發展為基于IGBT等全控開關器件的電力電子裝置在中高壓、大功率場合的應用提供了基礎。該技術在柔性直流輸電領域的應用展示了該技術的優勢：它與開關管串聯技術相比，更易實現在更高電壓等級和功率要求場合的應用；模塊化設計可以方便地提高裝置冗余度，增加了裝置的運行可靠性；模塊化的設計也利于標準化的規模化生產，以便降低生產成本；多電平技術可以減小輸出電壓的諧波含量以及開關器件的開關頻率，進而減少了開關損耗。同樣的，MMC技術也適用于UPQC裝置，為UPQC在中高壓、大容量的場合應用提供了可能。

電氣損耗是統一電能質量控制器裝置的一個重要指標，基于模塊化多電平變換器技術的統一電能質量控制器（MMC-UPQC）子模塊開關器件的損耗是裝置電氣損耗的主要部分。

現有的MMC-UPQC中串并聯兩個部分均使用相同開關頻率的的高頻控制驅動信號，同時處理低頻的電壓暫降/暫升、諧波電壓、無功電流、不平衡電流問題和高頻的諧波電流問題。兩個單元均處于高頻開關狀態導致了很高的開關損耗，使得裝置的總電氣損耗明顯提高。

實用新型內容

基于此，本實用新型提供一種混合頻率控制的統一電能質量控制器，能有效降低裝置的總電器損耗，節約資源，提高裝置的壽命。

一種混合頻率控制的統一電能質量控制器，包括：串聯單元、并聯單元和控制系統；所述串聯單元包括一個串聯變換器和三個變壓器，所述并聯單元包括一個并聯變換器；

所述串聯變換器交流側的三個單相輸出端分別連接至三個所述變壓器初級的一個端子，三個所述變壓器初級的另一端子星型連接，三個所述變壓器次級端子分別串聯接入至三相饋線的每一條單相饋線上，所述并聯變換器交流側的三個單相輸出端分別連接至所述三相饋線上經三個所述變壓器次級串聯接入后的每一條單相饋線上，所述串聯變換器的直流側連接至所述并聯變換器的直流側；

所述控制系統分別與所述串聯變換器和并聯變換器連接，用于產生預設開關頻率的驅動信號。

上述混合頻率控制的統一電能質量控制器，串聯變換器通過變壓器連接到三相饋線上，并聯變換器一側與串聯變換器連接，另一側接入三相饋線上，其中串聯變換器連接控制系統，并聯變換器也連接控制系統，控制系統能產生預設開關頻率的驅動信號，實現對串聯變換器和并聯變換器開關頻率的單獨控制，對于串聯變換器可預設低頻的驅動信號，并聯變換器的驅動信號的開關頻率也可根據需要而設置，因此有效降低串聯變換器和并聯變換器的開關頻率，從而減小開關損耗，裝置的總電氣損耗明顯降低，能提高裝置的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型混合頻率控制的統一電能質量控制器在一實施例中的結構示意圖。

圖2為圖1中模塊化多電平變換器在一實施例中的結構示意圖。

圖3為圖2中子模塊的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

如圖1所示，本實施例提供了其中一種混合頻率控制的統一電能質量控制器的結構示意圖，包括串聯單元11、并聯單元和控制系統13；所述串聯單元11包括一個串聯變換器111和三個變壓器（T_a、T_b、T_c），所述并聯單元包括一個并聯變換器121；

串聯變換器111控制為電壓源，所述串聯變換器111交流側的三個單相輸出端分別連接至三個所述變壓器（T_a、T_b、T_c）的初級的端子，三個所述變壓器初級的另一端子星型連接，三個所述變壓器次級分別串聯接入至三相饋線（U_a、U_b、U_c）的每一條單相饋線上；