[实用新型]一种分相储能装置无串联变压器的电压质量调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于交流干线或交流配电网络的电路装置，尤其是涉及到一种适用于高压交流电网稳定电压和减少谐波或波纹的装置。

背景技术

城市电网中现代工业、商业和居民用电设备，如高性能办公设备、精密实验仪器、变频调速设备、可编程逻辑控制器、各种自动生产线以及计算机系统等对电源特性变化敏感性负荷呈逐年上升趋势，对电能质量的要求不断提高。对敏感用户(如半导体制造企业)而言，几十毫秒的电压暂降就可能导致设备损坏、生产线停产，造成巨大经济损失。与此同时，分布式能源、冲击性和干扰性负荷的大量接入等因素都使得电网电能质量存在日趋恶化的趋势，严重威胁电力系统的安全运行和用电设备的正常工作。

针对敏感负荷电能质量控制问题，国内外开展了电能质量控制产品的研究制造。但是，电能质量控制装置还没有形成标准化的产品，并且主要停留在低压小容量范围，中国实用新型专利“低谐波电源质量控制系统”(实用新型专利号：ZL201020133972公开号：CN201656479)公开了一种低谐波电源质量控制系统。该低谐波电源质量控制系统包含检测装置、电力调整装置、阻性负载装置。检测装置接收来自于阻性负载装置的反馈信号。检测装置输出的控制信号可以用电压或电流为信号。电力调整装置接收到所述控制信号后，以比例方式输出驱动电压。所述比例方式为在连续输出时间间隔输出全功率驱动电压，并在连续不输出时间间隔停止输出全功率驱动电压。阻性负载装置接收驱动电压后，输出反馈信号到检测装置。以比例方式在连续输出时间间隔输出全功率驱动电压，并在连续不输出时间间隔停止输出全功率驱动电压，将能够有效的减少产生电力的谐波。但是该装置仅适用于小功率的阻性负载装置，不适用于高压大功率的电网电能质量控制；其目的是减少阻性负载装置产生的谐波对电源质量的影响，而不是通过改善供电电网的电能质量，为敏感负载提供更高质量的电源。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种分相储能装置无串联变压器的电压质量调节装置，解决提高敏感用户供电电能质量，减少电网和敏感负载用电设备的故障、降低电网损耗、提高电能利用率的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种分相储能装置无串联变压器的电压质量调节装置，包括电压调节模块和检测控制模块，所述的分相储能装置无串联变压器的电压质量调节装置连接在三相系统电源和敏感负载之间，所述的检测控制模块的检测输入端连接到三相系统电源，所述的检测控制模块的控制输出端，连接到电压调节模块，其特征在于：

所述的电压调节模块为多重化级联IGBT功率模块，每相由n个串联连接的基波电压补偿单元组成，其中1≤n≤20；

所述的基波电压补偿单元的主电路是IGBT连接组成的H桥功率单元电路；

所述的电压调节模块设有谐波电压补偿单元，所述的谐波电压补偿单元的主电路是IGBT连接组成的H桥功率单元电路；连接在三相系统电源同一相上的谐波电压补偿单元与基波电压调节模块串联连接；

所述的H桥功率单元电路的直流侧，连接有储能电容器，连接在三相系统电源同一相上的电压调节模块中的所有储能电容器，经由IGBT功率模块级联连接，构成该相电压调节模块的分相储能装置。

本实用新型的分相储能装置无串联变压器的电压质量调节装置的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的检测控制模块包含数字信号处理器、信号调理元件、电流/电压转换元件和网络接口单元；所述的数字信号处理器设有AD转换器和PWM输出端口，所述AD转换器的模拟信号输入端，通过信号调理元件和电流/电压转换元件连接到三相系统电源的电压互感器和电流互感器；所述PWM输出端口通过IGBT驱动电路，分别连接到各路基波电压补偿单元和谐波电压补偿单元的IGBT的栅极。

本实用新型的分相储能装置无串联变压器的电压质量调节装置的一种改进的技术方案，其特征在于所述的检测控制模块还包含网络接口单元，所述的数字信号处理器通过网络接口单元连接到三相系统电源的电网监控系统。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的分相储能装置无串联变压器的电压质量调节装置，可以显著提高敏感用户供电电能质量，减少电网和敏感负载用电设备的故障、降低电网损耗、提高电能利用率。

2.采用多重化级联IGBT功率模块，通过功率单元的串联，降低了功率器件的耐压要求，可采用技术成熟、价格低廉的低压IGBT组成逆变单元，通过串联单元的个数适应不同的输出电压要求。