[實用新型]統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320585107.8
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN203674688U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐柏榆;劉正富;馬明;歐志光;盛超;陸晶晶;王浩;袁敞;肖湘寧
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院;廣東電網(wǎng)公司惠州供電局;華北電力大學(xué)
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電力保護控制的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（Unified?Power?Quality?Conditioner，簡稱UPQC）作為一種能夠同時解決電壓、電流質(zhì)量問題的復(fù)合型裝置，憑借其串聯(lián)部分及并聯(lián)部分的換流器即可以解耦后獨立運行，又可以針對配電線路中同時存在電壓、電流問題時實現(xiàn)綜合補償?shù)奶攸c，在未來智能電網(wǎng)的發(fā)展中占據(jù)了重要的地位，但是換流器昂貴的價格制約了其在低壓配電領(lǐng)域的應(yīng)用。若將模塊化多電平變換器（Modular?Multilevel?Converter，MMC）技術(shù)應(yīng)用于統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器，即可以提高UPQC的容量又可以提高UPQC的電壓等級，從而了擴展UPQC在中壓領(lǐng)域的使用，使得UPQC具有更加廣闊的應(yīng)用前景。?

基于模塊化多電平變流器的統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（Modular?Multilevel?Converter，MMC-Unified?Power?Quality?Conditioner，MMC-UPQC）的結(jié)構(gòu)由多個子模塊串聯(lián)組成，其子模塊由旁路開關(guān)、晶閘管、IGBT、二極管和電容構(gòu)成，如圖1所示。?

在MMC的故障運行中，通過冗余模塊技術(shù)可以快速的將故障子模塊與冗余子模塊進行替換，提高了換流器故障情況下的使用效率。但是針對于MMC-UPQC整體裝置在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，如何合理的操作保證其安全可靠穩(wěn)定的運行，不僅是系統(tǒng)對裝置的要求，更是裝置保護自身的要求。?

由于UPQC拓撲結(jié)構(gòu)的特殊性，其串聯(lián)部分一般通過串聯(lián)耦合變壓器與系統(tǒng)相連，如圖2所示。電流互感器的二次繞組不能開路，否則將會造成危險的高電壓燒毀設(shè)備，因此配電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，UPQC中的串聯(lián)部分換流器不能從電流互感器的二次側(cè)斷開。若采用斷路器旁路串聯(lián)耦合變壓器一次側(cè)的電路，則由于斷路器的動作時間較長，依然無法實現(xiàn)對裝置快速高效的故障保?護。在實際的UPQC裝置在運行中需要一個特殊的保護系統(tǒng)。?

實用新型內(nèi)容

針對上述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器保護動作不及時，安全性不高的問題，本實用新型提出一種快速及時，安全性較高的統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)。?

一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)，包括：?

分別設(shè)置在串聯(lián)耦合變壓器一次側(cè)的兩端的第一斷路器和第二斷路器；其中，所述串聯(lián)耦合變壓器的二次側(cè)與統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的串聯(lián)部分連接；?

與所述串聯(lián)耦合變壓器、所述第一斷路器和第二斷路器構(gòu)成的支路并聯(lián)的反并聯(lián)晶閘管；?

設(shè)置在所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器串聯(lián)部分與所述串聯(lián)耦合變壓器二次側(cè)之間的第三斷路器；?

設(shè)置在所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器并聯(lián)部分與負載之間的第四斷路器；?

與所述反并聯(lián)晶閘管并聯(lián)的第五斷路器；?

與所述反并聯(lián)晶閘管以及各個所述斷路器連接的控制器；?

當發(fā)生短路接地故障時，所述控制器控制所述反并聯(lián)晶閘管導(dǎo)通，所述第五斷路器合閘，所述第一至第四斷路器分閘；?

所述控制器輸出一對常開點并接于所述第五斷路器的跳閘回路中；?

所述第五斷路器輸出四對常開點分別并接于所述第一至第四斷路器的跳閘回路中作為連鎖跳閘；?

所述第三斷路器和所述第四斷路器各輸出一對常閉點并接于所述第五斷路器的合閘回路中。?

本實用新型的統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)中，當發(fā)生短路接地故障時，故障電流經(jīng)串聯(lián)耦合變壓器一次側(cè)，此時，所述控制器控制所述反并聯(lián)晶閘管導(dǎo)通，將所述串聯(lián)耦合變壓器旁路，由于反并聯(lián)晶閘管接收導(dǎo)通指令快速動作的時間很快，通常在10ms以內(nèi)，因此能夠使保護動作更加及時快速；所述第五斷路器合閘，接替所述反并聯(lián)晶閘管將所述串聯(lián)耦合變壓器旁路，避免所述反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通時間過長而影響使用壽命；所述第一至第四斷路器分閘，使?所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器與系統(tǒng)和負載都徹底斷開連接，安全性更高。?

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)一種基于模塊化多電平變流器的統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2是本實用新型統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖3是本實用新型統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)的保護控制方法的流程示意圖。?

具體實施方式

請參閱圖2，圖2是本實用新型統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。?

所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的保護系統(tǒng)，包括：?