[發明專利]基于橋式電路的短路故障限流系統及控制方法

有效

• 申請號: 201510043221.1
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104659785B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 涂春鳴;姜飛;帥智康;蘭征;肖凡;楊健;劉子維;吳連貴;郭祺
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/16
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種基于橋式電路的短路故障限流系統及控制方法。

背景技術

電能是廣泛應用于工業和人們日常生活中的一種基礎能源。近年來，隨著我國工業化的迅速發展，變速傳動和電力電子設備在工業中大量增加的使用，以及電力系統大量增加使用電力電容器，使得電能質量和諧波問題越來越受到關注。非線性、沖擊性等負荷不僅引起了電壓波動、無功功率增加和三相不平衡等危害，還給電網中注入大量的諧波，這給電網帶來額外負擔同時，嚴重影響電力系統供電質量。一方面由于無功補償調節不力而使得電網電壓偏高或偏低，導致電壓幅值達不到電能質量要求。另一方面電力電子裝置等負荷的非線性使得電網電壓、電流產生畸變，諧波在電網中的含量不斷上升，造成了對電力系統安全以及穩定的潛在危害，很大的影響到周邊的電氣環境，是電網的一大公害。

電力系統運行首要是能夠保證安全可靠地發供電，這不僅關系到社會工農業正常生產和社會有序運轉，還是保障公民人身財產安全和國家穩定的必要條件。近年來隨著光伏、風電等分布式發電技術地不斷發展，造成電力系統結構日益復雜和規模不斷擴大，從而使得電力系統故障短路電流不斷增大。一旦短路故障發生，成千上萬安培的故障電流不僅會燒毀電氣設備，導致火災，使得電力系統崩潰瓦解，而且會直接傷害在附近作業群眾的人身安全。同時，各種沖擊性負荷以及電力電子非線性裝置的不斷入網，導致系統諧波、電壓波動等電能問題不斷惡化，直接影響電力系統的穩定可靠運行。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種基于橋式電路的短路故障限流系統及控制方法，能夠抑制電壓諧波，提高電網系統電壓質量穩定負荷電壓，限制故障電流，抑制短路故障發生到繼電保護動作之間電網承受大短路電流，提高電網安全性。

第一方面，本發明提供了一種基于橋式電路的短路故障限流系統，包括：

第一級聯動態電壓補償電路、第二級聯動態電壓補償電路、第三級聯動態電壓補償電路和橋式短路故障限流電路；

其中，所述橋式短路故障限流電路包括第一晶閘管橋臂、第二晶閘管橋臂、第三晶閘管橋臂和限流電感橋臂；

所述第一晶閘管橋臂、所述第二晶閘管橋臂、所述第三晶閘管橋臂和所述限流電感橋臂并聯連接；

所述第一晶閘管橋臂的中點與所述第一級聯動態電壓補償電路的輸出端a連接，所述第二晶閘管橋臂的中點與所述第二級聯動態電壓補償電路的輸出端b連接，所述第三晶閘管橋臂的中點與所述第三級聯動態電壓補償電路的輸出端c連接，所述限流電感橋臂的中點分別與所述第一級聯動態電壓補償電路另一輸出端a’連接、第二級聯動態電壓補償電路另一輸出端b’連接、第三級聯動態電壓補償電路另一輸出端c’連接。

進一步地，所述系統還包括第一直流源、第二直流源、第三直流源；

所述第一直流源與所述第一級聯動態電壓補償電路的輸入端連接，用于對所述第一級聯動態電壓補償電路供電；

所述第二直流源與所述第二級聯動態電壓補償電路的輸入端電流連接，用于對所述第二級聯動態電壓補償電路供電；

所述第三直流源與所述第三級聯動態電壓補償電路的輸入端電流連接，用于對所述第三級聯動態電壓補償電路供電；

進一步地，所述系統還包括第一輸出濾波電路、第二輸出濾波電路、第三輸出濾波電路；

所述第一輸出濾波電路與所述第一級聯動態電壓補償電路和電網連接，用于對所述第一級聯動態電壓補償電路輸出的電壓進行濾波，并將濾波后的電壓輸出到電網；

所述第二輸出濾波電路與所述第二級聯動態電壓補償電路和電網連接，用于對所述第二級聯動態電壓補償電路輸出的電壓進行濾波，并將濾波后的電壓輸出到電網；

所述第三輸出濾波電路與所述第三級聯動態電壓補償電路和電網連接，用于對所述第三級聯動態電壓補償電路輸出的電壓進行濾波，并將濾波后的電壓輸出到電網。

進一步地，所述第一輸出濾波電路包括第一電感、第二電感和第一電容，所述第一電感與所述第一電容并聯連接后與所述第二電感串聯連接，所述第二電感與所述第一級聯動態電壓補償電路的輸出端a連接，所述第一電容與所述第一級聯動態電壓補償電路另一輸出端a’連接，所述第一電感與所述電網連接；

所述第二輸出電路包括第三電感、第四電感和第二電容，所述第三電感與所述第二電容并聯連接后與所述第四電感串聯連接，所述第四電感與所述第二級聯動態電壓補償電路的輸出端b連接，所述第二電容與所述第二級聯動態電壓補償電路另一輸出端b’連接，所述第三電感與所述電網連接；