[發明專利]一種具有短路電流限制功能的動態電壓恢復器

在審

• 申請號: 201610717189.5
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN107785908A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 鄭博文;劉慧文;詹雄;張佃青;楊立;陳偉亞
• 申請（專利權）人: 中電普瑞科技有限公司;南京南瑞集團公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 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

技術領域

本發明涉及一種動態電壓恢復器，具體涉及一種具有短路電流限制功能的動態電壓恢復器。

背景技術

隨著工業自動化程度的日益提高,用戶對電能質量問題也越來越敏感,其中電壓暫降已成為影響電力負荷安全運行的突出問題。同時，隨著新能源等功率波動性能源不斷應用，例如光伏、風電等新型能源的投入不斷加大，電能質量的優化受到極大的挑戰。由電壓源型換流器(VSC)、輸出濾波電路、直流供能電路等構成的動態電壓恢復器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)是一種串聯型電壓補償設備，具有輸出可控電壓的能力，當DVR與供電可靠性和質量要求很高的電力系統串聯時，其輸出的補償電壓將根據公共耦合點(PCC-Point of Common Coupling)端的電壓波動而調整，從而保證敏感負荷的電壓穩定。但DVR本身也存在問題，即與其串聯的負荷側發生短路。隨著現代電力系統迅速發展，發電機容量、變電站容量、城市和工業中心負荷密度和分布式電源數量持續增加，各級電網中的短路電流也不斷增加。當與DVR連接的敏感負荷發生短路時，巨大的短路電流不僅會對DVR本身及其他電力設備造成沖擊，引起設備損壞，而且會導致該支路PCC點發生電壓暫降，威脅電網安全。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種具有短路電流限制功能的動態電壓恢復器，在敏感負荷發生短路時能夠快速的從電壓補償狀態切換到短路電流限制狀態，抑制短路電流對系統和動態電壓恢復器的沖擊，緩解公共耦合點電壓暫降，提高系統安全性。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種具有短路電流限制功能的動態電壓恢復器，所述動態電壓恢復器包括依次連接的供能電路、直流電容、逆變器、濾波電路、耦合變壓器和旁路開關；所述直流電容兩端設有并聯的限流支路。

所述限流支路包括串聯的限流器件和開關管，所述限流器件為串聯在一起的限流電阻和限流電感。

所述限流支路包括開關管和串聯的電抗器組成的限流器。

所述開關管為全控型電力電子器件或機械開關。

所述逆變器的拓撲結構為三相三線制半橋結構、三相四線制半橋結構、三相四橋臂結構或各相獨立的H橋結構。

所述供能電路的拓撲結構為不控型整流電路、全控型整流電路或與儲能電池連接的DC/DC電路。

所述旁路開關與所述耦合變壓器的輸出端并聯。

所述耦合變壓器的輸出端分別連接公共耦合點和敏感負荷。

所述動態電壓恢復器所在支路無故障時，限流支路開關管處于斷開狀態，逆變器產生敏感負荷所需補償電壓；

所述動態電壓恢復器所在支路發生短路故障時，供能電路開關關斷，停止觸發逆變器中的全控器件；開關管導通，短路電流投入限流支路；旁路開關閉合，當動態電壓恢復器直流電容的電壓降低到設定閾值以下后，限流支路開關管斷開；

所述動態電壓恢復器所在支路故障清除時，供能電路開關閉合，直流電容充電，當直流電容兩端電壓達到設定閾值以上后，旁路開關斷開。

與最接近的現有技術比，本發明提供的技術方案具有以下有益效果：

1、本發明提供的動態電壓恢復器大大減少了電氣元件，精簡了電路結構降低了成本，提高了系統安全性。

2、本發明提供的動態電壓恢復器增加了模式切換及限流支路控制，方法簡單、易實現并且具有更廣泛的適用性。

3、本發明提供的動態電壓恢復器具有抑制電壓暫降、提高電能質量功能，能有效抑制裝置下游負荷發生短路故障引起短路電流沖擊，防止動態電壓恢復器及其他設備因過流而損壞，緩解PCC端電壓暫降。

附圖說明

圖1為本發明動態電壓恢復器的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

本發明提供一種具有短路電流限制功能的動態電壓恢復器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)，在保留常規DVR補償敏感負荷電壓暫降功能的同時，增加限流支路，使其在敏感負荷發生短路時能夠快速的從電壓補償狀態切換到短路電流限制狀態，抑制短路電流對系統和DVR的沖擊，緩解PCC點電壓暫降，提高系統安全性

具體實現方案如下：

1、物理拓撲