[发明专利]一种限流储能电路有源阻尼的限流控制方法

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1.一种超导限流储能电路有源阻尼的限流控制电路，其特征在于所述的控制电路中： 第一开关（S1）、第二开关（S2）、第三开关（S3）、第四开关（S4）、第五开关（S5）和第六 开关（S6）组成第一电流源变流器（CSC1）；第一开关（S1）的阴极与第四开关（S4）的阳 极相连，构成第一交流连接点（PA1）；第一开关（S1）与第四开关（S4）构成第一电流源逆 变器的第一半桥（HB1）；第二开关（S2）的阴极与第五开关（S5）的阳极相连，构成第二交 流连接点（PA2）；第二开关（S2）与第五开关（S5）构成第二半桥（HB2）；第三开关（S3） 的阴极与第六开关（S6）的阳极相连，构成第三交流连接点（PA3）；第三开关（S3）与第六 开关（S6）构成第三半桥（HB3）；第一开关（S1）、第二开关（S2）和第三开关（S3）的阳 极连接在一起，构成第一直流连接点（PD1）；第四开关（S4）、第五开关（S5）和第六开关 （S6）的阴极连接在一起，构成第二直流连接点（PD2）；第七开关（S7）的阳极与第二直流 连接点（PD2）相连，第七开关（S7）的阴极与第一直流连接点（PD1）相连；超导磁体（Lsc） 的两端分别与第一直流连接点（PD1）和第三直流连接点（PD3）相连；第一电流源（Idc） 的电流流出端与第三直流连接点（PD3）相连，第一电流源的电流流入端与第二直流连接点 （PD2）相连；第一滤波电容器（C1）的一端和第一单相变压器（Tr1）次边的一端相连后与 第一交流连接点（PA1）相连；第二滤波电容器（C2）的一端和第二单相变压器（Tr2）次边 的一端相连后与第二交流连接点（PA2）相连；第三滤波电容器（C3）的一端和第三单相变 压器（Tr3）次边的一端相连后与第三交流连接点（PA3）相连；第一、第二和第三滤波电容 的另一端、第一单相变压器（Tr1）、第二单相变压器（Tr2）和第三单相变压器（Tr3）次边 的另一端相互连接；第一单相变压器（Tr1）原边的一端与电网第一相电源（Us1）的一端相 连，第一单相变压器（Tr1）原边的另一端和第一相负载（Z1）的一端相连；第二单相变压 器（Tr2）原边的一端与电网第二相电源（Us2）的一端相连，第二单相变压器（Tr2）原边 的另一端和第二相负载（Z2）的一端相连；第三单相变压器（Tr3）原边的一端与电网第三 相电源（Us3）的一端相连，第三单相变压器（Tr3）原边的另一端和第三相负载（Z3）的一 端相连；所述第一开关（S1）至第七开关（S7）均为逆阻型开关，或者由逆导型开关串联一 个二极管替代所述的逆阻型开关；当电网发生短路故障时，第一电流源逆变器（CSC1）的第 一半桥（HB1）输出与第一滤波电容器（C1）相位相同，幅值为1/R的电流；第一电流源逆 变器（CSC1）的第二半桥（HB2）输出与第二滤波电容器（C2）相位相同，幅值为1/R的电 流；第一电流源逆变器（CSC1）的第三半桥（HB3）输出与第三滤波电容器（C3）相位相同， 幅值为1/R的电流；等效于在第一、第二和第三滤波电容器（C1、C2、C3）上并联阻值为R 的等效限流电阻；取等效电阻R的阻值小于滤波电容的阻抗值的两倍以上，因此等效于在系 统中串入一个阻值为R的电阻，从而起到故障限流的作用，等效限流电阻R同时阻尼滤波电 容与线路电感和系统电感之间的谐振；与此同时，电流源工作于有源逆变的状态，将限流过 程中超导磁体吸收的能量逆变回电网，以防止超导磁体产生过流故障。

2.一种超导限流储能电路有源阻尼的限流控制电路，其特征在于所述的控制电路中： 第一开关（S1）、第二开关（S2）、第三开关（S3）和第四开关（S4）组成第一电流源变流器 （CSC1）；第四开关（S4）的阴极与第一开关（S1）的阳极相连，构成第一交流连接点（PA1）； 第三开关（S3）的阴极与第二开关（S2）的阳极相连，构成第二交流连接点（PA2）；第一开 关（S1）和第二开关（S2）的阴极相连，构成第一直流连接点（PD1）；第三开关（S3）和第 四开关（S4）的阳极相连，构成第二直流连接点（PD2）；第五开关（S5）、第六开关（S6）、 第七开关（S7）和第八开关（S8）组成第二电流源变流器（CSC2）；第八开关（S8）的阴极 与第五开关（S5）的阳极相连，构成第三交流连接点（PA3）；第七开关（S7）的阴极与第六 开关（S6）的阳极相连，构成第四交流连接点（PA4）；第五开关（S5）和第六开关（S6）的 阴极相连，构成第三直流连接点（PD3）；第七开关（S7）和第八开关（S8）的阳极相连，构 成第四直流连接点（PD4）；第九开关（S9）、第十开关（S10）、第十一开关（S11）和第十二 开关（S12）组成第三电流源变流器（CSC3）；第十二开关（S12）的阴极与第九开关（S9） 的阳极相连，构成第五交流连接点（PA5）；第十一开关（S11）的阴极与第十开关（S10）的 阳极相连，构成第六交流连接点（PA6）；第九开关（S9）和第十开关（S10）的阴极相连， 构成第五直流连接点（PD5）；第十一开关（S11）和第十二开关（S12）的阳极相连，构成第 六直流连接点（PD6）；超导磁体（Lsc）的两端分别与第二直流连接点（PD2）和第七直流连 接点（PD7）相连；第一电流源（Idc)的电流流出端与第七直流连接点（PD7）相连，第一电 流源的电流流入端与第五直流连接点（PD5）相连；第一直流连接点（PD1）与第四直流连接 点（PD4）相连；第三直流连接点（PD3）与第六直流连接点（PD6）相连；第十三开关（S13） 的阳极与第一直流连接点（PD1）相连，第十三开关（S13）的阴极与第二直流连接点（PD2） 相连；第十四开关（S14）的阳极与第三直流连接点（PD3）相连，第十四开关（S14）的阴 极与第四直流连接点（PD4）相连；第十五开关（S15）的阳极与第五直流连接点（PD5）相 连，第十五开关（S15）的阴极与第六直流连接点（PD6）相连；第一滤波电容（C1）与第一 单相变压器（Tr1）的次边并联后其两端分别与第一交流连接点（PA1）和第二交流连接点（PA2） 相连，第二滤波电容（C2）与第二单相变压器（Tr2）的次边并联后其两端分别与第三交流 连接点（PA3）和第四交流连接点（PA4）相连，第三滤波电容（C3）与第三单相变压器（Tr3） 的次边并联后其两端分别与第五交流连接点（PA5）和第六交流连接点（PA6）相连；第一单 相变压器（Tr1）原边的两端分别与电网第一相电源（Us1）的一端和第一相负载（Z1）的一 端相连；第二单相变压器（Tr2）原边的两端分别与电网第二相电源（Us2）的一端和第二相 负载（Z2）的一端相连；第三单相变压器（Tr3）原边的两端分别与电网第三相电源（Us3） 的一端和第三相负载（Z3）的一端相连；所述第一开关（S1）至第十五开关（S15）均为逆 阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关；当电网发生短路故障 时，第一电流源逆变器（CSC1）输出与第一滤波电容器（C1）相位相同，幅值为1/R的电流； 第二电流源逆变器（CSC2）输出与第二滤波电容器（C2）相位相同，幅值为1/R的电流；第 三电流源逆变器（CSC3）输出与第三滤波电容器（C3）相位相同，幅值为1/R的电流；等效 于在第一、第二、第三滤波电容器（C1、C2、C3）上并联阻值为R的等效限流电阻；取等 效电阻的阻值小于滤波电容的阻抗值的两倍以上，因此等效于在系统中串入一个阻值为R的 电阻，从而起到故障限流的作用，等效限流电阻R同时阻尼由于滤波电容和线路电感和系统 电感之间产生的谐振；与此同时，电流源工作于有源逆变的状态，将限流过程中超导磁体吸 收的能量逆变回电网，以防止超导磁体产生过流故障。