[发明专利]一种用于中压配电网的统一电能质量调节器

说明书

本发明公开了一种用于中压配电网的统一电能质量调节器，本发明包括分别对应ABC三相中每一相的三个单相储能型变换单元、三个单相多绕组并联型变压器以及三个单相串联型变压器，单相储能型变换单元包括2n个第一单元和n个第二单元，第一单元包括单相全桥AC‑DC变换器、供电侧双向DC‑DC变换器、储能装置以及负荷侧双向DC‑DC变换器，第二单元包括三相六桥臂DC‑AC变换器。本发明主要用于中级（10kV或35kV）电压等级的中压配电网，可抑制负荷侧谐波电流，平衡配电变压器三相电流，提高变压器利用率，动态补偿负载无功功率，提高配网功率因数，快速补偿负载有功功率，提高对用户供电电压的稳定性和可靠性等作用。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种用于中压配电网的统一电能质量调节器。

背景技术

电能作为一种经济实用、清洁方便且容易控制和转换的二次能源，己成为经济发展及人民生活的重要基础。随着电力电子设备的广泛应用，各种非线性、冲击性、波动性和不对称性负载大量增加，造成了诸如三相电压不平衡、电压暂降、谐波、功率因数偏低、负序电流含量大等电能质量问题。与此同时，由于配网负荷变化范围较大，导致配网电压调整困难，出现了供电电压偏高或偏低，甚至电压超限的现象。因此，如何有效地提高电能质量是供电部门、电力用户和电力设备制造商共同关注的问题。

为此，目前各种电流质量治理装置被安装在用户侧，抑制用户的谐波电流、负序电流等对电网的污染；同时，各种电压质量治理装置被安装在供电系统和用户之间，为用电设备提供高品质的供电电压。但当一个供电区域内有多种电能质量问题并存时，则需要多个不同目标治理装置配合使用，而目前多种装置由于相互之间缺乏协调，可能会造成对某些电能质量问题的重复补偿或相互影响，进而使电能质量的治理达不到理想效果。此外，还有可能存在相似功能的电能质量治理装置的重复安装，造成治理资金的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的上述问题，提供一种具有多目标、同步性、一体化的电能质量治理装置，对同时存在于供电侧和用户侧的多种电能质量问题进行综合治理，从而提高对敏感负荷的供电质量以及抑制其对配电网的电能污染。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种用于中压配电网的统一电能质量调节器，包括分别对应ABC三相中每一相的三个单相储能型变换单元、三个单相多绕组并联型变压器以及三个单相串联型变压器，所述单相储能型变换单元包括2n个第一单元和n个第二单元，所述第一单元包括单相全桥AC-DC变换器、供电侧双向DC-DC变换器、储能装置以及负荷侧双向DC-DC变换器，所述第二单元包括三相六桥臂DC-AC变换器，所有2n个第一单元的单相全桥AC-DC变换器的交流端口与对应相的单相多绕组并联型变压器的2n个低压绕组分别相连，单相多绕组并联型变压器的高压绕组与中压配电网对应相相连，每一个第一单元中单相全桥AC-DC变换器的直流端口依次通过供电侧双向DC-DC变换器、储能装置的一端相连，所述储能装置的另一端与负荷侧双向DC-DC变换器低压端口相连，2n个第一单元的负荷侧双向DC-DC变换器高压端口两两相互并联后再分别与n个第二单元的三相六桥臂DC-AC变换器的直流端口一一相连，n个第二单元的三相六桥臂DC-AC变换器的交流端口的每一相分别与一个单相串联型变压器的一个出线端子相连，且三个单相串联型变压器的另一个出线端子相互并联接地，三个单相串联型变压器的高压绕组分别串联连接在中压配电网的对应相中。

优选地，所述第二单元还包括三相滤波电感，所述三相滤波电感串接在三相六桥臂DC-AC变换器的交流端口上，且所述三相滤波电感包括串接于三相六桥臂DC-AC变换器的交流端口每一相的滤波电感器。

优选地，所述储能装置为超级电容器、或者锂电池、或者蓄电池。

优选地，所述单相全桥AC-DC变换器、供电侧双向DC-DC变换器，负荷侧双向DC-DC变换器、三相六桥臂DC-AC变换器均为基于全控开关器件的变换器。