[实用新型]具有多目标负荷控制的变流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种交流电源变流装置，尤其涉及一种具有多目标负荷控制的变流装置。

背景技术

电力电子连同运行控制和计算机技术一起成为21世纪最重要的两大技术。然而，电力电子装置产生的谐波污染已成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍。为此国外专家提出了“用户电力技术”的新概念。其目的就是将配电系统改造成无电压波动、无不对称以及无谐波的实时控制的柔性化配电网。如何有效实现谐波治理、无功补偿和电压稳定并将其安全可靠应用于电网中，各种电能质量问题的产生原因、规律、特点及其控制手段已成为当前研究与开发的热点课题。

近年来电能质量控制技术得到了长足的进步，其中最有代表及影响的有有源电力滤波器(APF)、动态电压调节器(DVR)、静止无功补偿器(SVG)等。

在谐波治理方面，国外从20世纪80年代就开始研制有源电力滤波器，于90年代进入实际应用，并已作为改善供电质量的一项关键技术，在国外已日趋成熟。仅在日本就有500多台APF投入运行，其容量已达到60MVA。但是由于APF价格高，因此利用无源滤波器来降低有源滤波器容量的混合式滤波器将成为研究的重点和为未来发展的方向。国内APF研发远落后于国外，除少数几台APF已投入工业试运行外，其它大部分尚处在研制阶段。

在无功补偿方面，早期采用的是同步调相机和并联电容器。它们都能补偿固定的无功功率，前者还能对变化的无功功率进行动态补偿。但同步调相机的补偿手段已显陈旧，且难以维护；而对于并联电容器，在电网中有谐波时，有可能发生并联谐振，使谐波放大，电容器因此而烧毁的事故时有发生。而使用晶闸管的静止无功补偿器(SVC)由于SVC响应速度慢，抑制闪变难以达到50％，且其开关作用还带来了大量的谐波。与SVC相比，采用PWM控制技术的静止无功补偿器具有动态响应速度快、补偿电流不依赖于系统电压、谐波抑制能力强、抑制电压效果好(20％以下)以及占地面积仅为同容量SVC装置50％的优点，而获得了越来越广泛的应用。从1986年至1999年，三菱至少投入了20台容量从0.1～60MVar不等的静止无功补偿器应用在钢铁公司、电气化铁路、水电站、变电站等。但静止无功补偿器只能补偿无功功率，功能略显单一。

动态电压调节器是目前保证对敏感负荷供电质量非常有效的串联补偿装置，该装置可在毫秒级内将电压跌落补偿至正常值，保证敏感负荷供电电压不受系统电压故障的影响。目前动态电压调节器在消除电压跌落、提高大型综合性敏感工业负荷的供电质量方面有显著的效果。但由于动态电压调节器只在电压跌落时才提供负荷满足正常电压所需的功率消耗，虽然可以解决电压凹陷问题，其效率比较高，但其费用比较高，结构比较复杂，所以推广起来有一定的难度。

由上可见，现有的设备(APF、DVR、SVG)只能针对电能质量的某项技术指标进行优化，无法实现多目标控制，功能相对单一，而将三者功能简单的叠加不仅因成本太高而导致推广受限，还将会因设备之间的相互影响而影响单个设备的正常运行。因此有必要提供具有多目标负荷控制的变流装置，在保证设备性能的基础上，实现了多目标控制，具有功能齐全、成本可控、安装方便、运行维护简单等特点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有多目标负荷控制的变流装置，具有谐波消除、无功补偿和电压稳定的多目标负荷控制功能，适用于配电网节能技改，能够有效改善电能质量，降低电网损耗。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种具有多目标负荷控制的变流装置，包括两个三相变流器，其中，一个三相变流器通过耦合变压器串联到交流线路上作为电压补偿单元，另一个三相变流器通过电感连接到交流线路上作为电流补偿单元，所述两个三相变流器通过直流电容连接到公共直流母线上。

上述的具有多目标负荷控制的变流装置，其中，所述三相变流器为三组桥臂六个开关管构成的逆变器，每组桥臂包括两个串联在一起的开关管，每组桥臂中间通过电感L和交流线路相连，所述电感L和并联在桥臂两端的电容C构成无源滤波器。

上述的具有多目标负荷控制的变流装置，其中，所述交流线路的输出电压通过三相交流电压采集电路和DSP控制器相连，所述公共直流母线的输出电压通过直流电压采集电路和DSP控制器相连；所述DSP控制器产生PWM触发脉冲，经缓冲驱动电路放大后去控制开关管的导通和关断。

上述的具有多目标负荷控制的变流装置，其中，所述DSP控制器检测到过压、过流或过载信号后发出封锁脉冲关断开关管。