[實用新型]一種具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器

有效

• 申請號: 201520293184.5
• 申請日: 2015-05-08
• 公開（公告）號: CN204633344U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 任磊;白玉樓
• 申請（專利權）人: 任磊
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J9/06;H02J3/12;H02J3/01;H02J3/18;H02J3/26
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本實用新型涉及一種具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器，屬于電力設備技術領域。

背景技術

隨著我國現代工業技術及人民生活水平的提高，電能質量問題日益凸顯，電能質量治理技術已經成為解決電能質量問題的關鍵。目前電能質量問題主要有系統電源電壓暫態故障，諧波污染，功率因數低，三相不平衡等問題，相應的解決方案主要有動態電壓恢復器(DVR)，有源濾波器(APF)，靜止無功補償發生器(SVG)等，但由于這些電能質量治理設備功能單一，為了進一步降低成本和實現功能集成化，統一電能質量調節器(以下簡稱UPQC)作為綜合型電能質量治理裝置得到了發展和應用，目前的統一電能質量調節器原理如圖1，串聯變壓器一次側串聯在系統電源AC和負荷M之間，串聯變壓器二次側連接到串聯逆變器交流側，串聯逆變器直流側與并聯逆變器直流側連接，并聯逆變器交流側并聯到串聯變壓器與負荷M之間，其并聯逆變器可以實現APF與SVG等功能，串聯逆變器可以實現串聯DVR功能。

但是隨著現代工業生產對電質量要求的不斷提高，電網穩定性日益增強，和多回線路供電模式的廣泛采用，導致在系統電源電壓暫態電能質量問題上提出了新的需求，該需求包括系統電源電壓短時深度下降和短時中斷，由于目前UPQC為基于串聯電壓補償原理，其原理如圖1所示，導致其無法滿足電壓短時深度下降和中斷的電壓補償要求，同時目前UPQC不具備雙向直流-直流變流功能導致很難適用于超級電容等相關儲能設備，并且對于動力型負荷傳統UPQC不具備軟啟動功能。

不間斷電源雖然能夠在系統電源中斷時保證負荷穩定運行，但不間斷電源基本按照系統電源長時中斷設計，成本較高，同時不間斷電源只能解決系統電源電壓穩定性問題，不具備電能質量治理功能，比如有源濾波，無功補償等功能。

隨著儲能技術的發展，超級電容作為典型的儲能設備由于使用壽命增長，放電能力加強，成本降低而得到廣泛的應用。單相變換器已經是非常成熟的電力電子設備，尤其在大?功率應用上，并且其可靠性高成本低。隨著現代工業的發展，對供電質量的要求也越來越高，相應對具備帶不間斷電源功能的并聯型電壓補償功能的需求越來越急迫。

發明內容

本實用新型的目的是提出一種具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器，改變已有統一電能質量調節器的結構，將UPQC中的并聯逆變器改為單相半橋或全橋逆變器，以增強解決電能質量問題的范圍，同時實現了裝置的進一步集成化，有效降低裝置成本。

本實用新型提出的具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器，包括第一超級電容儲能模塊、第二超級電容儲能模塊、第三超級電容儲能模塊、第一單相變換器模塊、第二單相變換器模塊、第三單相變換器模塊和雙向晶閘管模塊；所述的第一超級電容儲能模塊、第二超級電容儲能模塊和第三超級電容儲能模塊分別與第一單相變換器模塊、第二單相變換器模塊和第三單相變換器模塊的直流側并聯，第一單相變換器模塊、第二單相變換器模塊和第三單相變換器模塊的交流輸出端分別并聯到所述的雙向晶閘管模塊的輸出端MA、MB、MC與負荷M之間，第一單相變換器模塊、第二單相變換器模塊和第三單相變換器模塊的交流輸出端N線與負荷M的N線連接；所述的雙向晶閘管模塊的輸入端分別連接系統電源AC的A相、B相和C相，雙向晶閘管模塊的輸出端同時直接與負荷M相連，雙向晶閘管模塊由三個雙向晶閘管組成。

上述具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器中，所述的單相變換器由單相全橋逆變器和LCL濾波器組成。也可以由單向半橋逆變器和LCL濾波器組成。

上述具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器中，所述的單相變換器模塊可以由多個單相變換器組成，多個單相變換器并聯連接，通過并聯實現裝置容量擴展。

上述具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器中，所述的超級電容模塊由多個超級電容單體先串聯后并聯組成。

本實用新型提出的具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器，其優點是：

1、本實用新型的具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器，由于使用了超級電容儲能技術，因此增強了其解決電能質量問題的范圍，進一步集成化，有效降低了成本。

2、本實用新型的具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器，通過對其中單相變換器模塊中將多個單相變換器并聯，可以進一步擴大裝置容量，實現裝置的大容量配置。

3、本實用新型的具有不間斷電源功能的統一電能質量調節器，由于使用了可快速關斷晶閘管技術，不但具有極快的響應速度、待機效率高、工作穩定，而且結構簡單，有效?地節約了產品成本，便于維護，易于操作，性價比較高。