[实用新型]配电系统中多换流器式统一电能质量调节装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种用于连接多条配电线路并且综合调节各线路电能质量的电力装置，属于电力输配电装置领域。

背景技术：

电能是当今社会不可缺少的重要能源，它使用最方便，适用范围最广泛。电能质量问题已不仅仅是电力系统中电压和频率等基本技术问题，它关系到整个电力系统及设备的安全、稳定、经济、可靠运行，关系电气环境工程保护，关系整个国民经济的总体效益和发展战略。在电力市场条件下，用户与供电企业都在追求自己的最大利益。用户会提出满足各自需要的不同质量的电能，出现用电的个性化。这样电力部门不仅要满足用户对电量不断增长的需求，还必须满足用户对电能质量的多样性要求。

统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner)作为动态电压调节器和有源电力滤波器的综合与发展，可以较好解决电能质量的诸多问题，具有较高的理论研究与实用价值。目前，统一电能质量调节器主要由两个换流器组成，并联换流器和串联换流器，共用一组直流电容。其中，并联换流器主要用于抑制电流谐波，串联换流器主要进行电压补偿，保持供电电压稳定。但是，电能质量发展到今天，研究范围已不仅仅局限于谐波补偿，短路电流限制也成为电能质量研究的一大课题。目前，故障限流器是抑制线路短路电流水平的常用装置，其拓扑结构千差万别，比如专利CN101609982A提出的并联谐振式故障限流，专利CN101707365A提出的三相故障限流器等。国外提出串联VSC串接限流电感作为故障限流器使用，效果也很好。在多条线路潮流控制方面，线间潮流控制器(IPFC)和通用型统一潮流控制器(GUPFC)已被深入研究，大多用于输电线路中，电压等级较高，并且不适宜进行电能质量调节。

多换流器式统一电能质量调节器采用三个或三个以上换流器结构，直流侧共用一组电容，能够根据系统需要选择换流器的类型和个数，配置灵活。将动态电 压恢复，故障限流和有源滤波等功能融入到多换流器式统一电能质量调节器可以大大提高装置成本和运行效率。

实用新型内容

本实用新型的所要解决的技术问题是提供一种配电系统中多换流器式统一电能质量调节装置，具有故障限流，动态电压恢复，有源滤波等功能，能综合调节两条配电线路的电能质量。

本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案：

一种配电系统中多换流器式统一电能质量调节装置，所述配电系统包括N条三相配电线路，N为自然数且N≥2，

1)，当一条三相配电线路的负载为非线性整流负载且为敏感负荷时，所述电能质量调节装置包括第一电压源换流器、与第一电压源换流器相并联的第二电压源换流器、3个分别并联有固态开关的限流电感、3个变压器和6个连接电感；其中，所述第一电压源换流器的两端并联2个相互串联的电容；所述3个限流电感、3个变压器、6个连接电感分别平均设置在所述三相配电线路的每根相线上；

在每根相线中，所述限流电感的一端与电源侧连接，所述限流电感的另一端与变压器原边绕组的一端连接，所述变压器原边绕组的另一端分别与第一连接电感的一端、负载侧相连接；所述变压器副边绕组的一端与第二连接电感串接后，与第一电压源换流器的三相桥臂相连接；所述变压器副边绕组的另一端与所述2个相互串联的电容的连接中点连接；所述第一连接电感的另一端与第二电压源换流器的三相桥臂相连接；

2)，当一条三相配电线路的负载仅为敏感负载时，所述电能质量调节装置包括1个串联型电压源换流器、3个分别并联有固态开关的限流电感、3个变压器、3个连接电感；

其中，所述电压源换流器的两端并联2个相互串联的电容；所述3个限流电感、3个变压器、3个连接电感分别平均设置在所述三相配电线路的每根相线上；

在每根母线中，所述限流电感的一端与电源侧连接，所述限流电感的另一端与变压器原边绕组的一端连接，所述变压器原边绕组的另一端与负载侧相连接；所述变压器副边绕组的一端与连接电感串接后，与电压源换流器的三相桥臂连 接；所述变压器副边绕组的另一端与所述2个相互串联的电容的连接中点连接。

进一步的，上述配电系统中多换流器式统一电能质量调节装置，其中电压源换流器采用全控型器件IGBT，且反并联二极管。

进一步的，上述配电系统中多换流器式统一电能质量调节装置，其中固态开关是GTO大功率可控器件。

本实用新型采用上述技术方案具有如下有益效果：