[发明专利]统一电能质量控制器的节能系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力保护控制的技术领域，特别是涉及一种统一电能质量控制器的节能系统及其控制方法。

背景技术

统一电能质量控制器（Unified Power Quality Conditioner，简称UPQC）是一种基于电力电子技术的电能质量治理设备，它综合了动态电压恢复器、静止同步补偿器、有源滤波器等装置的特点。UPQC主要由串联换流器和并联换流器两部分组成，二者通过直流母线进行能量传递。UPQC串联部分主要用于解决电压型质量问题，如电压暂升/暂降，后者主要能解决电流型电能质量问题，如谐波电流、无功电流、三相不平衡电流等。

与其它电力电子装置一样，统一电能质量控制器虽然补偿性能优越，但存在有功损耗大的问题。统一电能质量控制器的串联换流器通过串联隔离开关接入系统中，正常运行时负荷电流通过串联隔离变压器会引起变压器损耗，同时该电流通过串联隔离变压器耦合注入到串联换流器中，使串联换流器也产生有功损耗，这种运行方式并不经济、节能，影响统一电能质量控制器的效率。因此需要降低统一电能质量控制器的损耗，使统一电能质量控制器更节能，同时可以延长变压器和串联换流器的寿命。

发明内容

针对上述统一电能质量控制器的损耗过高的问题，本发明提出一种使统一电能质量控制器更节能的统一电能质量控制器的节能系统及其控制方法。

一种统一电能质量控制器的节能系统，包括：

分别设置在统一电能质量控制器的串联隔离变压器一次侧两端的第一断路器和第二断路器；其中，所述串联隔离变压器的二次侧与统一电能质量控制器的串联换流器连接；

与所述串联隔离变压器、所述第一断路器和第二断路器构成的支路并联的反并联晶闸管；

设置在所述统一电能质量控制器的串联换流器与所述串联隔离变压器二次侧之间的第三断路器；

设置在所述统一电能质量控制器的并联换流器与负载之间的第四断路器；

与所述反并联晶闸管以及各个所述断路器连接的控制器；

当系统侧电压正常时，所述控制器控制所述反并联晶闸管导通，将所述串联隔离变压器旁路，同时封锁所述串联换流器的触发脉冲；

当系统侧发生电压暂升或者暂降时，所述控制器解除所述串联换流器触发脉冲的封锁，控制所述反并联晶闸管强迫关断，并根据系统侧电压暂升或者暂降的幅值，控制串联换流器对负荷侧的电压进行补偿。

本发明的所述统一电能质量控制器的节能系统的控制方法，包括以下步骤：

S101，检测系统侧电压是否发生暂升或者暂降，如果是，则执行步骤S103至S104；否则执行步骤S102；

S102，所述控制器控制所述反并联晶闸管导通，将所述串联隔离变压器旁路，同时封锁串联换流器触发脉冲；

S103，所述控制器解除所述串联换流器触发脉冲的封锁，控制所述反并联晶闸管强迫关断；

S104，所述控制器根据系统侧电压暂升或者暂降的幅值，控制串联换流器对负荷侧的电压进行补偿。

本发明的统一电能质量控制器的节能系统及其控制方法中，在正常运行时，反并联晶闸管被触发导通，将串联隔离变压器和串联换流器旁路，负荷电流通过反并联晶闸管，封锁串联换流器的触发脉冲；当检测到系统侧电压发生暂升/暂降时，使反并联晶闸管在很短的时间内强迫关断，负荷电流通过串联隔离变压器一次侧，最后串联换流器再对系统侧电压暂升/暂降进行补偿，使负荷侧电压恢复正常。当系统侧电压恢复正常时，向反并联晶闸管发送触发脉冲，使反并联晶闸管导通，重新将串联隔离变压器和串联换流器旁路。

由于系统侧电压发生电压暂升暂降的发生频率很低，且每次持续时间很短，大部分时间处于不需要补偿的状态，因此本发明可以大大降低串联隔离变压器及串联换流器的功率损耗，达到节能的效果，同时通过控制使晶闸管强制关断，基本不会对UPQC串联部分的补偿响应时间产生影响。

附图说明

图1是本发明统一电能质量控制器的节能系统的结构示意图；

图2是基于模块化多电平变流器的统一电能质量控制器中的模块化多电平换流器的简化示意图；

图3是本发明统一电能质量控制器的节能系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明统一电能质量控制器的节能系统的结构示意图。

所述统一电能质量控制器的节能系统，包括：