[发明专利]一种具有差异化配置的电压质量综合调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种具有差异化配置的电压质量综合调节装 置。

背景技术

随着现代科学技术的发展，越来越多的工业生产过程和流水线(如半导体制造、计算 机集成制造、造纸业等)依赖于对电能质量(尤其是电压质量)十分敏感的以微处理器芯 片为核心的设备，这些设备对电压质量的要求很高，例如即使几个周期电压暂降都将影响 这些设备正常工作。要保证高质量供电电压就必须治理电网的电压谐波，减小波形畸变， 消除电压波动和闪变、各相电压的不对称等。目前虽然已经有动态电压恢复器(DVR)， 固态快速切换开关(SSTS)，不间断电源(UPS)等典型电压质量治理装置，但是这些治 理装置功能单一，为了减少投资和占地面积，电压质量综合调节装置成为电压质量治理装 置的发展趋势。

目前大容量电压质量综合治理装置的主电路拓扑结构采用级联、多电平和多重化技术 提高装置的容量，但不能很好的解决电压质量综合治理装置多种功能相互协调的问题。例 如，对于电压暂降、波动与闪变、三相不平衡等相对频率较低的电压质量问题对功率器件 (本申请中的功率器件是指IGBT、IGCT等全控型开关器件)的开关频率要求相对较低， 而电压谐波等频率相对较高的电压质量问题对功率器件开关频率的要求较高，为了满足装 置的综合治理的功能，提高所有功率器件的开关频率，极大增加了设备的开关损耗，加重 了冷却设备的负担，加大了设备的成本；同时高开关频率、大容量的功率器件难以选型。 实际电网中，电压谐波等高频电压质量问题容量相对较小，而电压暂降、波动与闪变、三 相不平衡等相对频率较低的电压质量问题容量较大，针对此情况，本申请提出一种按照不 同功能模块特性进行换流器差异化配置的方法。基于高频电压质量问题与低频电压质量问 题解耦补偿的思想，在电压质量治理中，采用高频补偿部分和低频补偿部分差异化配置的 拓扑结构在国内外尚未见到相同或类似的技术。

发明内容

本发明提供了一种具有差异化配置的电压质量综合调节装置，将调节装置按功能将模 块分为高频补偿部分和低频补偿部分，使用高频电压质量问题与低频电压质量问题解耦补 偿的方法，采用高频补偿部分和低频补偿部分差异化配置的拓扑结构，高频补偿部分与低 频补偿部分按照频率高低进行分工，低频补偿部分负责补偿包括低次电压谐波、电压暂降 和电压波动与闪变、三相不平衡的低频电压质量问题，高频补偿部分负责补偿高次电压谐 波，对于谐波治理的具体分工可根据补偿容量与器件的开关频率来确定。

该装置采用链式结构，通过模块级联，串接于供电线路上，将调节装置按功能将模块 分为高频补偿部分和低频补偿部分，

所述高频补偿部分包括一个或多个高频模块，每个模块包括储能部分、换流器和高频 滤波器，储能部分为换流器提供直流电压支撑，换流器根据控制器的控制策略补偿系统电 压高频谐波，高频滤波器虑除换流器的开关特征频率谐波；

所述低频补偿部分包括多个串联的低频模块，每个模块由储能部分、换流器和滤波器 组成，储能部分为换流器提供直流电压支撑，换流器根据控制器的控制策略补偿系统频率 较低的电压质量，滤波器虑除换流器的开关特征频率谐波。

本专利的优点：

1)装置可以同时实现电压暂降、暂升、三相不平衡和电压波动与闪变补偿以及电压 谐波治理的功能；

2)对谐波电压和电压调整的解耦控制和变换器的差异化配置使装置整体损耗大大减 小；降低装置出口滤波器设计难度。

附图说明

图1是依据本发明的具有差异化配置的电压质量综合调节装置的主电路结构示意图，其中：

1：三相交流电源；

2：A相高频补偿模块；

3：A相低频补偿模块；

4：B相装置，包括1，2相同结构；

5：C相装置，包括1，2相同结构；

6：变流器储能部分

L1，C1：高频模块输出滤波器；

L2，C2：低频模块输出滤波器；

La，Lb，2Lc：系统a，b，c三相电感；

具体实施方式

依据本发明的具有差异化配置的电压质量综合调节装置采用采用链式结构，通过模块 级联，串接于供电线路上，装置按功能将模块分为高频补偿部分和低频补偿部分两类。图 1所示为本申请介绍的装置主电路结构图。

(1)高频补偿部分：