一种综合电能质量控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种综合电能质量控制器，属于电气自动化设备技术领域。
【背景技术】
[0002]常见的电能质量问题包括无功电流、谐波电流、不平衡负荷及系统动态电压跌落或过压。无功电流及不平衡负荷的补偿可以采用SVG进行有效的补偿，谐波电流可以采用无源滤波器或有源滤波器(APF)进行补偿，系统电压跌落引起的电压跌落可以采用动态电压恢复器(DVR)进行补偿。需要同时对以上电能质量问题都补偿时，则采用将SVG和DVR结合到一起的统一电能质量调节器(UPQC)。
[0003]统一电能质量调节器(UPQC)的缺点是价格较高，电力用户一般不接受，因此，需要一种性价比更好的电能质量控制器。本使用新型发明一种综合电能质量控制器，它由串联开关电路及三相链式电压源储能变流器组成，系统电压正常时串联开关电路全导通而三相链式电压源储能变流器工作于无功、不平衡负荷与谐波电流补偿模式；系统电压跌落时，串联开关电路快速关断，链式电压源储能变流器转换为负荷母线电压控制模式以稳定负荷电压，负荷的全部有功和无功功率在短时间内(一般2秒以内)由链式电压源储能变流器提供
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种综合电能质量控制器，以克服现有技术之不足，在电网电压正常时可以运行在动态无功、不平衡负荷和谐波电流补偿模式，而一旦发生电网电压跌落，则转变为电网电压补偿模式运行，稳定负荷端电压。
[0005]本发明提出的综合电能质量控制器，包括A相串联开关电路、B相串联开关电路、C相串联开关电路和一台三相链式电压源储能变流器；所述的A相串联开关电路含有2N+1个输入端，其中的一个输入端与综合电能质量控制器的交流输入端A相接，其中的2N个输入端为单相交流电源输入端，A相串联开关电路的输出端接到综合电能质量控制器的交流输出端U ;所述的B相串联开关电路含有2N+1个输入端，其中的一个输入端与综合电能质量控制器的交流输入端B相接，其中的2N个输入端为单相交流电源输入端，B相串联开关电路的输出端接到综合电能质量控制器的交流输出端V ;所述的C相串联开关电路含有2N+1个输入端，其中的一个输入端与综合电能质量控制器的交流输入端C相接，其中的2N个输入端为单相交流电源输入端，C相串联开关电路的输出端接到综合电能质量控制器的交流输出端W ;所述的三相链式电压源储能变流器的三相交流输出端X、Y、Z分别接到所述的三相链式电压源储能变流器的三个交流输出端U、V、W。
[0006]上述综合电能质量控制器中，所述的三相链式电压源储能变流器包括:3M个单相电压源储能变流模块、三个连接电抗器、三个限流电阻以及三个旁路开关，其中，每M个单相电压源储能变流模块的交流输出端串联连接后与一个连接电抗器和一个限流电阻串联连接，形成一相变流电路，三相变流电路的一端互相连接到一起形成星型连接接，三相变流电路的另一端作为三相链式电压源储能变流器的三相交流输出端X、Y、Z，所述的三个旁路开关分别并联于所述的三个限流电阻两端。
[0007]上述综合电能质量控制器中，所述的A相串联开关电路、B相串联开关电路、C相串联开关电路中的每相串联开关电路，包括一个旁路可控硅强制关断电路、一组反并联旁路可控硅、第一检修开关、第二检修开关和一个自动旁路开关；所述的串联开关电路的输入端同时接到所述的第一检修开关的一端及所述的自动旁路开关的一端，所述的旁路可控硅强制关断电路的第一输出端同时接到第一检修开关的另一端和反并联旁路可控硅的一端，所述的旁路可控硅强制关断电路的第二输出端同时接到所述的第二检修开关的一端和反并联旁路可控硅的另一端，第二检修开关的另一端接到所述的自动旁路开关的另一端，并作为所述的串联开关电路的输出端，所述的旁路可控硅强制关断电路设有N组单相交流电源输入端。其中所述的旁路可控硅强制关断电路，包括N个单相整流与逆变器、第一滤波电感、第二滤波电感以及一个电阻和电容串联滤波支路，每个单相整流与逆变器包括一组单相交流电源输入端和一组单相逆变输出端，N个单相整流与逆变器的单相逆变输出端串联连接形成第一逆变输出端和第二逆变输出端，第一逆变输出端连接到所述的第一滤波电感的一端，第二逆变输出端连接到所述的第二滤波电感的一端，第一滤波电感的另一端连接到所述的电阻和电容串联滤波支路的一端，并作为旁路可控硅强制关断电路的第一输出端，第二滤波电感的另一端连接到所述的电阻和电容串联滤波支路的另一端，并作为旁路可控硅强制关断电路第二输出端。其中的单相整流与逆变器的，包括一个单相全波二极管整流桥、第一直流电容和第一单相电压源全桥逆变桥，所述的单相全波二极管整流桥的两个交流端分别连接到单相整流与逆变器的单相交流电源输入端，所述的单相全波二极管整流桥的直流正端和负端分别连接到第一直流电容的正极和负极，所述的第一单相电压源全桥逆变桥的正极和负极分别连接到所述的第一直流电容的正极和负极，第一单相电压源全桥逆变桥的两个交流输出端分别作为单相整流与逆变器的两个单相逆变输出端。
[0008]上述综合电能质量控制器中，所述的单相电压源储能变流模块，包括第二单相电压源全桥逆变桥、第二直流电容、第一带反并联二极管的半导体开关、第二带反并联二极管的半导体开关、一个斩波电抗器以及一组储能超级电容；所述的第二单相电压源全桥逆变桥的两个交流输出端分别作为单相电压源储能变流模块的交流输出端，第二单相电压源全桥逆变桥的直流正极和负极分别连接到第二直流电容的正极和负极，第二直流电容的正极连接到所述的第一带反并联二极管的半导体开关的集电极，第二直流电容的负极同时接到所述的第二带反并联二极管的半导体开关的发射极以及储能超级电容的负极，第一带反并联二极管的半导体开关的发射极连接到第二带反并联二极管的半导体开关的集电极以及斩波电抗器的一端，斩波电抗器的另一端连接到储能超级电容的正极。
[0009]本发明提出的综合电能质量控制器，其优点是:在电网电压正常时可以运行在动态无功、不平衡负荷与谐波电流补偿模式，而一旦发生电网电压跌落，则转变为负荷电压补偿模式运行，稳定负荷端电压。
【附图说明】
[0010]图1为本发明提出的综合电能质量控制器的电路原理图。
[0011]图2为本发明综合电能质量控制器中串联开关电路的电路原理图。
[0012]图3为图2所不的串联开关电路中芳路可控娃强制关断电路的电路原理图。
[0013]图4为图3所示的旁路可控硅强制关断电路中的单相整流与逆变器电路原理图。
[0014]图5为图1所示三相链式电压源储能变流器中单相电压源储能变流模块电路原理图。
[0015]图6为图3所示旁路可控硅强制关断电路中的单相整流与逆变器的另一种电路原理图。
[0016]图1-图5中，I是A相串联开关电路，2是B相串联开关电路，3是C相串联开关电路，4是三相链式电压源储能变流器，5是单相电压源储能变流模块，6是连接电抗器，7是限流电阻，8是旁路开关，9是旁路可控硅强制关断电路，10是反并联旁路可控硅组，11是第一检修开关，12是第二检修开关，13是自动旁路开关，14是单相整流与逆变器，15是第一滤波电感，16是第二滤波电感，17是电阻和电容串联滤波支路，18是单相全波二极管整流桥，19是第一直流电容，20是第一单相电压源全桥逆变桥，21是第二单相电压源全桥逆变桥，22是第二直流电容，23是第一带反并联二极管的半导体开关，24是第二带反并联二极管的半导体开关，25是斩波电抗器，26是储能超级电容，
【具体实施方式】
[0017]本发明提出的综合电能质量控制器，包括A相串联开关电路、B相串联开关电路、C相串联开关电路和一台三相链式电压源储能变流器，如图1中所示；
[0018]所述的A相串联开关电路含有2N+1个输入端，其中的一个输入端与综合电能质量控制器的交流输入端A相接，其中的2N个输入端为单相交流电源输入端，A相串联开关电路的输出端接到综合电能质量控制器的交流输出端U ;
[0019]所述的B相串联开关电路含有2N+1个输入端，其中的一个输入端与综合电能质量控制器的交流输入端B相接，其中的2N输入端为N组单相交流电源输入端，B相串联开关电路的输出端接到综合电能质量控制器的交流输出端V ;