[实用新型]一种混合频率控制的统一电能质量控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统电能质量控制技术领域，特别是涉及一种混合频率控制的统一电能质量控制器。

背景技术

统一电能质量控制器（Unified Power Quality Conditioner,UPQC）是一类能综合解决电压电流电能质量问题的电能质量控制器。UPQC包括并联部分和串联部分。其中，串联部分用于解决电压问题，具备DVR、DUPS功能；并联部分用于解决电流问题，具备D-STATCOM、APF功能。目前国内已有研制小容量实验样机的报道，但实际的工程应用，特别是在中高压、大容量供电领域的应用仍存在一定距离。

模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）技术的出现和发展为基于IGBT等全控开关器件的电力电子装置在中高压、大功率场合的应用提供了基础。该技术在柔性直流输电领域的应用展示了该技术的优势：它与开关管串联技术相比，更易实现在更高电压等级和功率要求场合的应用；模块化设计可以方便地提高装置冗余度，增加了装置的运行可靠性；模块化的设计也利于标准化的规模化生产，以便降低生产成本；多电平技术可以减小输出电压的谐波含量以及开关器件的开关频率，进而减少了开关损耗。同样的，MMC技术也适用于UPQC装置，为UPQC在中高压、大容量的场合应用提供了可能。

电气损耗是统一电能质量控制器装置的一个重要指标，基于模块化多电平变换器技术的统一电能质量控制器（MMC-UPQC）子模块开关器件的损耗是装置电气损耗的主要部分。

现有的MMC-UPQC中串并联两个部分均使用相同开关频率的的高频控制驱动信号，同时处理低频的电压暂降/暂升、谐波电压、无功电流、不平衡电流问题和高频的谐波电流问题。两个单元均处于高频开关状态导致了很高的开关损耗，使得装置的总电气损耗明显提高。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种混合频率控制的统一电能质量控制器，能有效降低装置的总电器损耗，节约资源，提高装置的寿命。

一种混合频率控制的统一电能质量控制器，包括：串联单元、并联单元和控制系统；所述串联单元包括一个串联变换器和三个变压器，所述并联单元包括一个并联变换器；

所述串联变换器交流侧的三个单相输出端分别连接至三个所述变压器初级的一个端子，三个所述变压器初级的另一端子星型连接，三个所述变压器次级端子分别串联接入至三相馈线的每一条单相馈线上，所述并联变换器交流侧的三个单相输出端分别连接至所述三相馈线上经三个所述变压器次级串联接入后的每一条单相馈线上，所述串联变换器的直流侧连接至所述并联变换器的直流侧；

所述控制系统分别与所述串联变换器和并联变换器连接，用于产生预设开关频率的驱动信号。

上述混合频率控制的统一电能质量控制器，串联变换器通过变压器连接到三相馈线上，并联变换器一侧与串联变换器连接，另一侧接入三相馈线上，其中串联变换器连接控制系统，并联变换器也连接控制系统，控制系统能产生预设开关频率的驱动信号，实现对串联变换器和并联变换器开关频率的单独控制，对于串联变换器可预设低频的驱动信号，并联变换器的驱动信号的开关频率也可根据需要而设置，因此有效降低串联变换器和并联变换器的开关频率，从而减小开关损耗，装置的总电气损耗明显降低，能提高装置的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型混合频率控制的统一电能质量控制器在一实施例中的结构示意图。

图2为图1中模块化多电平变换器在一实施例中的结构示意图。

图3为图2中子模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实施例提供了其中一种混合频率控制的统一电能质量控制器的结构示意图，包括串联单元11、并联单元和控制系统13；所述串联单元11包括一个串联变换器111和三个变压器（T_a、T_b、T_c），所述并联单元包括一个并联变换器121；

串联变换器111控制为电压源，所述串联变换器111交流侧的三个单相输出端分别连接至三个所述变压器（T_a、T_b、T_c）的初级的端子，三个所述变压器初级的另一端子星型连接，三个所述变压器次级分别串联接入至三相馈线（U_a、U_b、U_c）的每一条单相馈线上；