[發明專利]一種三相四橋臂多電平有源補償裝置及控制方法

在審

• 申請號: 201611032036.3
• 申請日: 2016-11-19
• 公開（公告）號: CN107785884A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 時振堂;李君;張明;李志遠;劉維功;陶麗楠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08;H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種三相四橋臂多電平有源補償裝置，其特征在于，包括：檢測單元、控制單元和補償單元；其中，

所述檢測單元連接所述控制單元，用于獲取配電網零序電壓并傳輸給所述控制單元；

所述控制單元連接所述補償單元，用于根據所述零序電壓判斷所述配電網是否發生單相接地故障并生成控制信號；

所述補償單元連接所述配電網，用于在所述控制信號的作用下向所述配電網注入補償電流或者零序電流。

2.根據權利要求1所述的三相四橋臂多電平有源補償裝置，其特征在于，所述補償單元包括對應于所述配電網ABC相的功率子單元和接地子單元；

對應ABC相的功率子單元的一端分別連接對應的單相母線；另一端相連接構成中性點；

所述接地子單元的一端連接所述中性點，另一地接地。

3.根據權利要求2所述的三相四橋臂多電平有源補償裝置，其特征在于，所述功率子單元由至少兩個功率模塊構成，所述至少兩個功率模塊串聯。

4.根據權利要求2所述的三相四橋臂多電平有源補償裝置，其特征在于，所述接地子單元由至少兩個功率模塊構成，所述至少兩個功率模塊串聯。

5.根據權利要求3或4所述的三相四橋臂多電平有源補償裝置，其特征在于，所述功率模塊包括4個開關器件以及電容構成的H橋；

第一開關器件的第一端連接電容的正極，第二端連接第三開關器件的第一端，所述第三開關器件的第二端連接所述電容的負極；

第二開關器件的第一端連接電容的正極，第二端連接第四開關器件的第一端，所述第四開關器件的第二端連接所述電容的負極。

當所述接地子單元或者所述功率子單元由至少兩個功率模塊構成時，所述H橋中第一開關器件與第三開關器件的第一端連接對應的單相母線或者上一級功率模塊中第二開關器件與第四開關器件的第二端，所述H橋中第二開關器件與第四開關器件連接下一級功率模塊的第一開關器件與第三開關器件的第一端或者地。

6.根據權利要求5所述的三相四橋臂多電平有源補償裝置，其特征在于，串聯的功率模塊的數量與線電壓的關系為：

U_AB,BC,CA＝V_H×N；

其中，U_AB,BC,CA表示線電壓，V_H表示H橋額定輸出，N表示單個功率子單元與接地子單元H橋數量和。

7.根據權利要求1所述的三相四橋臂多電平有源補償裝置，其特征在于，所述檢測單元包括電壓互感器。

8.一種用于如權利要求1～7任一項所述的三相四橋臂多電平有源補償裝置的控制方法，其特征在于，包括：

生成注入控制信號使所述補償單元向配電網母線注入零序電流，以獲取所述配電網的對地電容與泄漏電阻；

獲取所述配電網的零序電壓，若所述零序電壓超過零序電壓預設值時則判定發生單相接地故障；

根據所述零序電壓與所述對地電容及泄露電阻計算補償電流的幅值和相位，以使所述補償單元將補償電流注入到發生單相接地故障的配電網。

9.根據權利要求8所述的控制方法，其特征在于，在生成注入控制信號之前還包括：

生成第一接地控制信號使補償單元接地。

10.根據權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述補償電流為對地容性電流和阻性電流。

11.根據權利要求8～10任一項所述的控制方法，其特征在于，當所述零序電壓未超過零序電壓預設值時，所述控制方法還包括：

生成第二接地控制信號使所述補償單元與地斷開連接；

根據配電網ABC相的電壓和電流的幅值和相位關系，獲取補償電流并由所述補償單元注入到所述配電網母線中以提高其功率因數。

12.根據權利要求8所述的控制方法，其特征在于，串聯的功率模塊的數量利用以下表達式計算得到：

U_AB,BC,CA＝V_H×N；

其中，U_AB,BC,CA表示線電壓，V_H表示H橋額定輸出，N表示單個功率子單元與接地子單元H橋數量和。