[發明專利]一種用于配電網并網補償的多級逆變設備

在審

• 申請號: 201811640050.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111384723A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 舒觀瀾;戴維
• 申請（專利權）人: 利思電氣（上海）有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

本發明涉及一種用于配電網并網補償的多級逆變設備，包括多個依次級聯的逆變器，以及多個分別用于控制各逆變器投入和投出的開關裝置，開關裝置的數目與逆變器的數目一致，且各開關裝置分別與對應逆變器連接。與現有技術相比，本發明利用多路切換器可將多組逆變包組合級聯逆變模式，其作用是可以在配電網需求更高的峰值補償的時候可以給與合適補償能力，可用于諧波環嚴重的補償現場。

技術領域

本發明涉及一種電力濾波領域，尤其是涉及一種用于配電網并網補償的多級逆變設備。

背景技術

配電網并網中往往會發生諧波和無功功率，因此需要帶有補償功能的逆變器，而傳統的電力電子并網補償拓撲在設計完成后其補償能力和補償特性基本不可更改，如需獲得更高的補償能力就需要重新設計新的拓撲，或更換開關元件、輸出電感等。

例如中國專利CN109038652A公開了一種基于調制滑動傅立葉變換的多功能并網逆變器諧波選擇性補償方法，包括：S1、借助多功能并網逆變器從電網中采樣截取電壓信號與電流信號；S2、依據已截取的電壓信號計算求得基波參考電流S3、依據已截取的電流信號，利用調制滑動傅立葉變換的方法計算求得諧波參考電流S4、將所述基波參考電流與諧波參考電流相加得出最終參考電流i*，并依據所述最終參考電流i*、使用多功能并網逆變器進行有功和諧波補償。本發明通過多個多功能并網逆變器并聯的方式實現了對微電網內諧波和基波的“就地平衡”和“就地補償”，改善了微電網整體的電能質量。然而，配電網絡目前的應用負荷特征復雜，根據產業，區域和用電性質上都有很大偏差，所以往往補償總需量相同時其對峰值需求有很大差別，可以相差2～4倍之多，通過更換不同規格的補償設備不能滿足負荷日益增加的需求。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于配電網并網補償的多級逆變設備。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于配電網并網補償的多級逆變設備，包括多個依次級聯的逆變器，以及多個分別用于控制各逆變器投入和投出的開關裝置，所述開關裝置的數目與逆變器的數目一致，且各開關裝置分別與對應逆變器連接。

所述開關裝置包括第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器、控制器、隔離開關、驅動電機和絕緣連接桿，隔離開關的轉軸與絕緣連接桿連接并隨絕緣連接桿同向轉動，所述絕緣連接桿與驅動電機的輸出軸連接，并隨所述輸出軸同步轉動，所述電機的正極分別通過第一繼電器和第四繼電器與電源的正極連接，負極分別通過第二繼電器和第三繼電器與電源的負極連接，所述第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器和第四繼電器線圈均與所述控制器連接。

所述開關裝置還包括第一行程開關和第二行程開關，所述第一行程開關與第一繼電器串聯，所述第二行程開關與第三繼電器串聯。

所述逆變器為多電平逆變器。

所述逆變器包括主電路和DSP控制電路，所述主電路串聯在電網與敏感負荷之間，包括相互并聯連接的儲能單元、MMC逆變單元和電容耦合單元，所述DSP控制電路包括DSP控制芯片以及分別與DSP控制芯片連接的電壓電流采樣電路、顯示輸入電路和保護電路。

所述的MMC逆變單元的單相拓撲結構中包含上下兩個橋臂，每個橋臂包含串聯的多個結構相同的子模塊和一個橋臂電抗器。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1)利用多路切換器可將多組逆變包組合級聯逆變模式，其作用是可以在配電網需求更高的峰值補償的時候可以給與合適補償能力，可用于諧波環嚴重的補償現場。

2)逆變包的多級級聯可以專用于高峰值的需求，通過多路切換器的調整切換，可以最大限度提高逆變包的利用率，即，不需要高峰值需求時，可以設定逆變包為并聯補償；當需要高峰值時可以級聯多個或所有的逆變包進行補償。