[实用新型]新型多功能电力电子限流系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，尤其涉及一种新型多功能电力电子限流系统。

背景技术

电力是国家的主要能源和经济命脉，安全、优质地保证电力供给不仅关系国家的经济发展和人民群众的生活质量，还维系社会稳定与国家安全。而近年来随着电网规模的不断扩大和结构的日益复杂，势必造成电力系统短路电流的不断增大。当发生短路故障时，成千上万安培的短路电流会烧毁电气，导致导体间受机械应力而变形，同时造成电压下降、功率分布变化，严重威胁电网安全稳定运行。同时，各种非线性负荷及冲击性负荷不断入网，导致了系统中电压波动、闪变等电压质量问题日益严重，愈发影响电网的稳定运行及入网的敏感性负荷的正常运转。现有的技术方案有在母线上串联电抗器。

现有技术的缺点如下：

1、长期串联在线路上，损耗大，造成大量资源损耗；

2、限流电抗在系统非故障时，长期闲置在电网内，利用率低下；

3、限流电抗设计难度大，需要同时考虑限流效果和电网非故障期间的损耗；电抗值大限流效果好，但所需无功和有功能量也大(电抗本身有电阻)；电抗值小，限流效果难以达到；

4、仅能实现故障限流功能，不能针对电能质量问题进行补偿。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新型多功能电力电子限流系统，能实现限流及电压波动补偿的多功能拓扑结构、控制方法以及针对不同故障类型的逻辑控制方式。

本实用新型实施例是这样实现的，一种新型多功能电力电子限流系统，所述电力电子系统主要由PWM稳压模块、三单相DVR模块、晶闸管支路三部分组成；PWM稳压模块通过并联变压器T_b并入10kV电网，三单相DVR模块通过共用PWM稳压模块的直流侧实现能量供给，三单相DVR模块的各逆变单元输出点和输出滤波电抗器之间设立晶闸管支路，晶闸管支路连接DVR模块逆变单元的两个输出点，DVR的输出通过串联变压器串入电网和负载之间，同时在串联变压器二次侧并联小电容C滤波支路。

进一步，PWM稳压模块的连接方式：电感分别依次连接到绝缘栅双极型晶体管IGBT上，直流侧电容并联在绝缘栅双极型晶体管IGBT的两端；

进一步，三单相DVR模块的连接方式：三单相DVR的绝缘栅双极型晶体管IGBT分别依次并联在直流侧电容的两端；

进一步，晶闸管支路的连接方式：晶闸管支路3连接在单相DVR各逆变单元输出点和输出滤波电抗器之间，通过双向晶闸管短路到DVR逆变单元的另一输出端。

本实用新型提供的新型多功能电力电子限流系统，可补偿电压波动，提高电网系统供电可靠性、稳定性；稳定负载电压，确保用户侧设备的正常运转；限制短路电流，提高电网系统和供电设备的安全性；限制短路电流，保护用户设备的安全；缩短短路故障发生到继电保护动作之间电网承受短路电流的时间，提高电网安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的新型多功能电力电子限流系统的拓扑结构；

图2是本实用新型实施例提供的稳压模块控制过程的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的单相电压补偿与模式切换控制过程的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的短路故障检测与识别过程的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的短路发生时装置的动作过程的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的不同短路类型对应的限流逻辑的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型提出的新型多功能电力电子限流系统的拓扑结构。主要由PWM稳压模块1、三单相DVR模块2、晶闸管支路3三部分组成。PWM稳压模块1通过并联变压器T_b并入10kV电网，三单相DVR模块2通过共用PWM稳压模块1的直流侧实现能量供给，三单相DVR模块2的各逆变单元输出点和输出滤波电抗器之间设立晶闸管支路3，在串联变压器副边并联小电容C滤波支路，串联变压器串联在电网和负载之间。

三相H桥PWM稳压模块1的直流侧实现对三单相DVR模块2的能量供给；

三单相DVR模块2，每相DVR分别检测各相的相电压，控制DVR对各相的电压变化进行补偿，使相电压稳定在设定的标准值；

晶闸管支路3，用于短路DVR输出电感，当短路故障时将短路电流限制在一定范围内。