[發明專利]LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器及其控制方法

有效

• 申請號: 201710595438.2
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107196312B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 徐琳;丁理杰;林瑞星;魏應冬;侯靈犀;姜齊榮;趙荔
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/18;H02J3/01;H02J7/34;H02M7/66
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

1.LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器，包括電壓源變流器、儲能單元和主控制系統，其特征在于，還包括電感電容網絡和開關單元，所述電感電容網絡和開關單元串聯組成LC網絡開關，其中：

所述電感電容網絡的一端接入外部電網公共連接點PCC₁、另一端與開關單元的一端相連，所述開關單元的另一端接入含分布式發電的微網公共連接點PCC₂；

所述電壓源變流器的交流輸出端口并聯接入PCC₂、直流側端口與儲能單元的輸出端口相連接；

所述主控制系統的輸出端分別與電壓源變流器和開關單元連接，主控制系統采集PCC₁點和PCC₂點的電壓和電流信號、電壓源變流器的輸出電流信號、以及儲能單元輸出的直流電壓和直流電流信號，并輸出電壓源變流器以及開關單元的控制脈沖信號。

2.根據權利要求1所述的LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器，其特征在于，所述電感電容網絡包括三相相同的結構，每相包括一組電感L和電容C，所述電感L的一端為電感電容網絡(3)的端口A(31)且與外部電網連接、另一端為電感電容網絡(3)的端口B(32)且與開關單元(4)的端口C(41)連接；所述電容C的一端與端口B(32)連接、另一端三相短接接地或接入三相中性點。

3.根據權利要求1所述的LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器，其特征在于，所述開關單元包括三相相同的結構，每相包括一組雙向晶閘管開關T₁和連接小電感L₁，所述雙向晶閘管開關T₁的一端為開關單元(4)的端口C(41)且與電感電容網絡(3)的端口B(32)連接、另一端與連接小電感L₁連接，所述連接小電感L₁的另一端為開關單元(4)的端口D(42)且與微電網通過連接電抗L_MG相連。

4.根據權利要求2與3任意一項所述的LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器，其特征在于，所述LC網絡開關包括電感L、電容C、連接小電感L₁以及一對雙向晶閘管開關T₁，其中：當外部電網電壓正常時T₁導通，外部電網通過L、C與負載相連。

5.根據權利要求4所述的LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器，其特征在于，為保證負載正常工作和外部電網穩定運行，所述LC網絡開關中電感、電容參數應滿足以下要求：

(1)、連接小電感L₁很小，外部電網正常工作時，忽略雙向晶閘管開關T₁和連接小電感L₁上的壓降，負載側相電壓u₂與電容C兩端電壓u_C近似相等，即u₂≈u_C；

(2)、當電網電壓正常時，負載側相電壓u₂幅值、頻率與外部電網正常電壓相近，根據敏感負荷對電壓的要求，確定電壓幅值的偏移裕度m％，即f₂≈f_S；式中為外部電網電壓，f₂為負載側頻率，f_S為外網電網頻率；

(3)、定義LC網絡開關的切換時間為從檢測到故障到雙向晶閘管開關T₁中的電流為零的時間，記為t_S，所述t_S≤1ms且滿足T₁通態電流臨界變化率；

(4)、故障期間PCC₂點電壓應滿足敏感負載對于電壓跌落的要求，不低于同一時刻正常電壓瞬時值的b％，即|u₂(t)|≥b％|u₂₀(t)|，其中u₂₀為正常情況下PCC₂點電壓瞬時值。

6.根據權利要求4所述的LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器，其特征在于，為保證負載正常工作和外部電網穩定運行，所述LC網絡開關參數還滿足以下要求：

(5)、記0時刻發生最大電壓跌落深度為a％，u₁₀為系統故障0-時刻PCC₁點電壓，則故障0+時刻PCC₁電壓滿足關系：u₁(t)＝(1-a％)u₁₀(t)；

(6)、故障期間LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器的輸出電流瞬時值不超過設定的最大值，即|i_2G(t)|≤I_2Gmax；同時用I_2G表示LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器額定輸出電流的幅值，定義LC網絡開關并聯型統一電能質量控制器裝置過載率c％＝|I_2Gmax/I_2G|×100％。