[發明專利]多功能短路電流限制器

在審

• 申請號: 201710288705.1
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN106972471A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 鐘志祥;吳應華;郭文奇;朱亞東;張培遠;王健;董國慶;陸榮建;史文迪;王雷兵;邢正軍;張浩;朱林鵬;卓結彬
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網安徽省電力公司滁州供電公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙)34125
• 代理人: 胡東升

1.一種多功能短路電流限制器，其特征在于，包括變壓器(4)、濾波電路(6)、三相換流器(7)、雙向DC/DC變流器(8)以及超級電容器儲能裝置(9)，其中，

所述變壓器(4)的初級線圈電連接至電網三相線路；

所述濾波電路(6)位于所述變壓器(4)的次級線圈和所述三相換流器(7)的交流側之間，用于濾除諧波；

所述三相換流器(7)的交流側與所述濾波電路(6)相連，所述三相換流器(7)的直流側通過兩個完全相同的電容C₁和C₂串聯來穩定電壓，所述三相換流器(7)為電壓源型換流器，其各相上、下橋臂的全控型開關T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆均采用IGBT，每個IGBT并聯一個續流二極管；以及

所述雙向DC/DC變流器(8)作為超級電容器儲能裝置(9)和所述三相換流器(7)直流側之間的接口，用于控制電能在電網和超級電容器儲能裝置(9)之間的流動方向。

2.根據權利要求1所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，所述電容C₁和所述電容C₂之間的連接點構成所述三相換流器(7)直流側母線電壓的中點，該中點與所述變壓器(4)次級線圈的三相公共端相連接。

3.根據權利要求1所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，所述雙向DC/DC變流器包括全控型開關T₇和全控型開關T₈。

4.根據權利要求1所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，所述全控型開關T₇、T₈均采用MOSFET管，每個MOSFET管并聯一個續流二極管。

5.根據權利要求1所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，所述超級電容器儲能裝置(9)由超級電容器單體串并聯后形成的陣列構成。

6.根據權利要求1所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，所述濾波電路由LCL濾波電路和LC濾波電路共同組成。

7.根據權利要求1所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，還包括上位機，所述上位機根據電網運行狀態對所述三相換流器(7)和所述雙向DC/DC變流器(8)進行控制。

8.根據權利要求7所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，所述上位機根據電網運行狀態對所述三相換流器(7)和所述雙向DC/DC變流器(8)進行控制包括：

當電網處于用電低谷時，控制所述三相換流器(7)工作于整流狀態和所述雙向DC/DC變流器(8)工作于Buck電路模式下，利用所述超級電容器儲能裝置(9)充電儲能；

當電網發生短路故障時，控制所述三相換流器(7)工作于逆變狀態和所述雙向DC/DC變流器(8)工作于Boost電路模式下，向電網注入一個與系統電源電壓同相位且幅值和系統電源電壓幅值成比例的電壓，其中，所述比例的值介于0到1之間。

9.根據權利要求8所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，所述上位機根據電網運行狀態對所述三相換流器(7)和所述雙向DC/DC變流器(8)進行控制包括：

當電網處于用電高峰時，控制所述三相換流器(7)工作于逆變狀態和所述雙向DC/DC變流器(8)工作于Boost電路模式下，利用所述超級電容器儲能裝置(9)放電釋能；

當電網電壓發生波動時，控制所述三相換流器(7)工作于逆變狀態和所述雙向DC/DC變流器(8)工作于Boost電路模式下，向電網注入一個幅值和相位均可控的補償電壓；以及

當電網處于正常運行狀態時，控制所述雙向DC/DC變流器(8)切斷所述電網和所述超級電容器儲能裝置(9)之間的能量流動。

10.根據權利要求8所述的多功能短路電流限制器，其特征在于，所述上位機根據電網運行狀態對所述三相換流器(7)和所述雙向DC/DC變流器(8)進行控制包括：

當無功功率需要調整時，控制所述三相換流器(7)工作于逆變狀態和所述雙向DC/DC變流器(8)工作于Boost電路模式下，向電網串入一個幅值和相位均可控的補償電壓。