[发明专利]一种级联型统一电能质量调节系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及到电力电子技术领域，特指一种用于改善电能质量的级联型统一电能质量调节系统。

背景技术

随着科学技术和国民经济的快速发展，电能的需求量也极大的增长。但是随着近年来电网中非线性负荷及冲击性负荷的增加，如电气化铁路、电弧炉及大型整流设备的增加，使得电能质量日益恶化。

近年来，电能质量引起了人们广泛的关注。电力公司对运行于高功率因数状态一直非常关心，因为高功率因数运行可以降低设备所需的额定值以及线路损耗和压降，从而减少对电压调节设备的需求。然而，电力公司的上述要求是与工业界大量使用变速传动和电力电子设备相并行的。变速传动和电力电子设备是带来电能质量问题的根源，这些设备与功率因数校正电容器组相互作用，导致了电压和电流的放大效应。而用户则希望得到高质量的电能。这三种相互冲突的局面决定了电能质量倍受关注，必须严肃对待。

随着生产的发展，电网中对电能质量敏感的负载，如基于微处理器的控制装置和电力电子装置、计算机设备、微电子设备等，不断增多，使得用户对供电质量的要求日益提高。冶金、化工学等现代化大工业和电气化铁路的发展，使得电网的负荷增大;电力系统中的非线性、冲击性及波动性负荷，导致电网发生波形畸变，产生谐波、电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题;电网的非对称性和负荷波动性日趋严重，电能质量日趋恶化。为了应付电能质量的恶化，设备生产商致力于更好性能的设备如复杂的电力电子装置，用以改进系统的稳定性、运行和效率，但是，通常这种设备对电力质量扰动更加敏感，而且这些设备本身就是电能质量恶化的主要来源。这种问题的矛盾愈来愈突出，这使得电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也越来越大。

电能质量问题分为电压质量问题和波形畸变问题，其中电压质量问题仅与供电质量有关，而波形畸变问题则涉及供电质量和用电质量两个方面的内容，即它既可能是电压质量问题，也可能是电流质量问题，如谐波问题，可能是电网电压的谐波问题，也可能是负载电流谐波问题。随着配电网结构和电力负荷成分的日趋复杂,各种电能质量问题在同一配电系统中或在同一用电负荷中同时出现的情况也会越来越多。例如在同一配电母线上，既有电压敏感负荷又有非线性负荷，还有冲击负荷，这种情况下，就需要安装电压补偿装置，如DVR，这类装置大多以串联的方式出现在电网侧，用以提供符合负载要求的供电电压；同时还需要安装电流补偿装置，如APF，以免负载侧的谐波电流或不平衡电流流入电网，影响供电系统的可靠性和其它负荷的正常运行。此时，若针对每一种电能质量问题都分别采取一种类型的调节装置，这样多种装置就会同时使用，将会大大增加治理成本，还会增加装置运行维护的复杂程度，并且各装置之间还存在着调配合问题，影响联合运行的可靠性，所以既不经济又不现实，如果有一种能够同时解决多种电能质量问题的装置，上述问题就可以解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、易实现、适用范围广、能大大提高电能质量的级联型统一电能质量调节系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种级联型统一电能质量调节系统，包括：

级联并联单元，由多个H桥模块级联而成，接入电网；

逆变单元，用来将级联并联单元各个电位上的直流电容上电压，通过逆变成交流电；

隔离变压器，用来将从逆变单元逆变过来的交流电通过磁耦合的方式传递给整流单元；

整流单元，用来将隔离变压器传过来的交流能量转换成直流侧，给直流电压稳压；

串联单元，由多个H桥模块级联而成，然后与连接电抗Lc和串联电容Cc进行并联，通过控制输出的电压对负载所取的电压的幅值、电压谐波进行补偿；

TSR支路，由多个晶闸管组串联后再与电抗Lg串联，通过控制晶闸管串的导通来将电抗Lg串入回路。

作为本发明的进一步改进：所述整流单元连接有储能装置，所述储能装置吸收负载制动时产生的能量。

作为本发明的进一步改进：所述级联并联单元通过连接电抗Ls接入电网。

作为本发明的进一步改进：所述隔离变压器采用中频或者高频变压器。

作为本发明的进一步改进：所述级联并联单元和串联单元均是采用相同的模块级联，所述隔离变压器在并联侧采用多绕组、在串联侧采用单绕组的方式来进行能量传输。

作为本发明的进一步改进：所述级联并联单元与电网之间采用单相对应接法。

作为本发明的进一步改进：所述级联并联单元与电网之间采用三相角接型接法。