[发明专利]一种具有短路电流限制功能的动态电压恢复器

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态电压恢复器，具体涉及一种具有短路电流限制功能的动态电压恢复器。

背景技术

随着工业自动化程度的日益提高,用户对电能质量问题也越来越敏感,其中电压暂降已成为影响电力负荷安全运行的突出问题。同时，随着新能源等功率波动性能源不断应用，例如光伏、风电等新型能源的投入不断加大，电能质量的优化受到极大的挑战。由电压源型换流器(VSC)、输出滤波电路、直流供能电路等构成的动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)是一种串联型电压补偿设备，具有输出可控电压的能力，当DVR与供电可靠性和质量要求很高的电力系统串联时，其输出的补偿电压将根据公共耦合点(PCC-Point of Common Coupling)端的电压波动而调整，从而保证敏感负荷的电压稳定。但DVR本身也存在问题，即与其串联的负荷侧发生短路。随着现代电力系统迅速发展，发电机容量、变电站容量、城市和工业中心负荷密度和分布式电源数量持续增加，各级电网中的短路电流也不断增加。当与DVR连接的敏感负荷发生短路时，巨大的短路电流不仅会对DVR本身及其他电力设备造成冲击，引起设备损坏，而且会导致该支路PCC点发生电压暂降，威胁电网安全。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种具有短路电流限制功能的动态电压恢复器，在敏感负荷发生短路时能够快速的从电压补偿状态切换到短路电流限制状态，抑制短路电流对系统和动态电压恢复器的冲击，缓解公共耦合点电压暂降，提高系统安全性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种具有短路电流限制功能的动态电压恢复器，所述动态电压恢复器包括依次连接的供能电路、直流电容、逆变器、滤波电路、耦合变压器和旁路开关；所述直流电容两端设有并联的限流支路。

所述限流支路包括串联的限流器件和开关管，所述限流器件为串联在一起的限流电阻和限流电感。

所述限流支路包括开关管和串联的电抗器组成的限流器。

所述开关管为全控型电力电子器件或机械开关。

所述逆变器的拓扑结构为三相三线制半桥结构、三相四线制半桥结构、三相四桥臂结构或各相独立的H桥结构。

所述供能电路的拓扑结构为不控型整流电路、全控型整流电路或与储能电池连接的DC/DC电路。

所述旁路开关与所述耦合变压器的输出端并联。

所述耦合变压器的输出端分别连接公共耦合点和敏感负荷。

所述动态电压恢复器所在支路无故障时，限流支路开关管处于断开状态，逆变器产生敏感负荷所需补偿电压；

所述动态电压恢复器所在支路发生短路故障时，供能电路开关关断，停止触发逆变器中的全控器件；开关管导通，短路电流投入限流支路；旁路开关闭合，当动态电压恢复器直流电容的电压降低到设定阈值以下后，限流支路开关管断开；

所述动态电压恢复器所在支路故障清除时，供能电路开关闭合，直流电容充电，当直流电容两端电压达到设定阈值以上后，旁路开关断开。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

1、本发明提供的动态电压恢复器大大减少了电气元件，精简了电路结构降低了成本，提高了系统安全性。

2、本发明提供的动态电压恢复器增加了模式切换及限流支路控制，方法简单、易实现并且具有更广泛的适用性。

3、本发明提供的动态电压恢复器具有抑制电压暂降、提高电能质量功能，能有效抑制装置下游负荷发生短路故障引起短路电流冲击，防止动态电压恢复器及其他设备因过流而损坏，缓解PCC端电压暂降。

附图说明

图1为本发明动态电压恢复器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明提供一种具有短路电流限制功能的动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)，在保留常规DVR补偿敏感负荷电压暂降功能的同时，增加限流支路，使其在敏感负荷发生短路时能够快速的从电压补偿状态切换到短路电流限制状态，抑制短路电流对系统和DVR的冲击，缓解PCC点电压暂降，提高系统安全性

具体实现方案如下：

1、物理拓扑