[實用新型]一種基于超級電容儲能的兩橋臂三相電壓暫降補償裝置

有效

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• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN208656420U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 許可;肖麗;馮藩;雷環(huán)宇
• 申請（專利權）人: 許可;肖麗;馮藩;雷環(huán)宇
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J7/34
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本實用新型公開一種基于超級電容儲能的兩橋臂三相電壓暫降補償裝置，具體包括具有PI控制的PWM數(shù)字控制器、三相隔離變壓器、全橋電壓源逆變器、LC濾波器、超級電容、負載。本實用新型的電壓暫降補償裝置通過將超級電容與動態(tài)電壓恢復器集成，以最有效的方式補償電壓暫降，延長了裝置使用壽命，降低了維護成本，在電網(wǎng)短路、感應電動機的啟動、變壓器的投切引起的電壓暫降、暫升等場合均有廣闊的應用前景。

技術領域

本實用新型屬于電力系統(tǒng)補償與保護領域，特別涉及一種基于超級電容儲能方式的電壓暫降補償裝置。

背景技術

電能質量是電力系統(tǒng)領域的主要關注點之一，它對自動化，先進控制，在線服務相關的高科技設備產生重要的影響。電壓暫降是電能質量問題中最為突出的一個問題，電壓暫降每年造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)百萬美元之多。因此，減少或減緩電壓暫降問題是提高供電質量的重要內容。為了改善電能質量，需要在用戶側安裝功率補償器件。

在實現(xiàn)電壓暫降問題的幾種緩解方案中，動態(tài)電壓恢復器因其具有相應時間快、維護成本更低等優(yōu)點而受到工業(yè)界的青睞。最早的動態(tài)電壓恢復器是1996年Westinghouse公司為美國電科院研制的，安裝在Duke電力公司的12.47kV系統(tǒng)上，裝置容量為2MVA，主要用于抑制紡織廠供應電壓的暫升和暫降。隨后ABB、西門子等公司也相繼開發(fā)出各自的相關產品來保證敏感負荷對電壓質量的要求。目前，動態(tài)電壓恢復器得到了廣泛的應用，美國的Orian Rugs、澳大利亞的Bonlac Foods和英國的Caledonian Paper等公司的供電網(wǎng)絡中都使用了動態(tài)電壓恢復器。目前國內對動態(tài)電壓恢復器的研究還處于起步階段，對于有儲能裝置的動態(tài)電壓恢復器,直流電容器是最常見的儲能方式，但是動態(tài)電壓恢復器配以新型儲能方式的研究還比較少。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種基于超級電容儲能的兩橋臂三相電壓暫降補償裝置；通過將超級電容和動態(tài)電壓恢復器(DVR)集成，有效的緩解了電壓暫降的損失，降低了維護費用，保證了運行時的安全性。

本實用新型的技術方案為：一種基于超級電容儲能的兩橋臂三相電壓暫降補償裝置，包括：電力系統(tǒng)與電壓暫降補償系統(tǒng)；

所述電力系統(tǒng)包括：A相線路、B相線路、C相線路以及三相負載；所述A相線路、B相線路、C相線路分別與三相負載相連；

所述電壓暫降補償系統(tǒng)包括：三相隔離變壓器、三組LC濾波器、電壓型逆變器、具有PI控制的PWM數(shù)字控制器以及超級電容；所述三相隔離變壓器的星形輸入端分別與A相線路、B相線路、C相線路相連，中性點接零線，三相隔離變壓器的三角輸出端與電壓型逆變器相連；所述三組LC濾波器分別與三相隔離變壓器的三個星形輸入端相連；所述電壓型逆變器輸出的電壓正極與具有PI控制的PWM數(shù)字控制器的電壓正極相連，電壓型逆變器輸出的電壓負極與具有PI控制的PWM數(shù)字控制器的電壓負極相連；所述的兩個超級電容級聯(lián)在電壓型逆變器的直流側。

進一步地，所述電壓型逆變器包括四個IGBT；第一IGBT的柵極接具有PI控制的PWM數(shù)字控制器，第一IGBT的發(fā)射極接第二IGBT的集電極，第一IGBT的集電極接第三IGBT的集電極，第三IGBT的發(fā)射極接第四IGBT的集電極，第四IGBT的發(fā)射極與第二IGBT的發(fā)射極相連，第二IGBT的柵極接具有PI控制的PWM數(shù)字控制器，第三IGBT的柵極接具有PI控制的PWM數(shù)字控制器，第四IGBT的柵極接具有PI控制的PWM數(shù)字控制器。

更進一步地，兩個級聯(lián)的超級電容正極與第一IGBT、第三IGBT的陰極相連，兩個級聯(lián)的超級電容負極與第一IGBT、第三IGBT的正極相連。

進一步地，LC濾波器包括電容與電感，電容第二端與電感第一端相連，電感第二端與三相隔離變壓器其中一個星形輸入端相連；所述三組LC濾波器中三個電容的第二端相連。