[实用新型]一种基于超级电容储能的两桥臂三相电压暂降补偿装置

说明书

本实用新型公开一种基于超级电容储能的两桥臂三相电压暂降补偿装置，具体包括具有PI控制的PWM数字控制器、三相隔离变压器、全桥电压源逆变器、LC滤波器、超级电容、负载。本实用新型的电压暂降补偿装置通过将超级电容与动态电压恢复器集成，以最有效的方式补偿电压暂降，延长了装置使用寿命，降低了维护成本，在电网短路、感应电动机的启动、变压器的投切引起的电压暂降、暂升等场合均有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型属于电力系统补偿与保护领域，特别涉及一种基于超级电容储能方式的电压暂降补偿装置。

背景技术

电能质量是电力系统领域的主要关注点之一，它对自动化，先进控制，在线服务相关的高科技设备产生重要的影响。电压暂降是电能质量问题中最为突出的一个问题，电压暂降每年造成的经济损失高达数百万美元之多。因此，减少或减缓电压暂降问题是提高供电质量的重要内容。为了改善电能质量，需要在用户侧安装功率补偿器件。

在实现电压暂降问题的几种缓解方案中，动态电压恢复器因其具有相应时间快、维护成本更低等优点而受到工业界的青睐。最早的动态电压恢复器是1996年Westinghouse公司为美国电科院研制的，安装在Duke电力公司的12.47kV系统上，装置容量为2MVA，主要用于抑制纺织厂供应电压的暂升和暂降。随后ABB、西门子等公司也相继开发出各自的相关产品来保证敏感负荷对电压质量的要求。目前，动态电压恢复器得到了广泛的应用，美国的Orian Rugs、澳大利亚的Bonlac Foods和英国的Caledonian Paper等公司的供电网络中都使用了动态电压恢复器。目前国内对动态电压恢复器的研究还处于起步阶段，对于有储能装置的动态电压恢复器,直流电容器是最常见的储能方式，但是动态电压恢复器配以新型储能方式的研究还比较少。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于超级电容储能的两桥臂三相电压暂降补偿装置；通过将超级电容和动态电压恢复器(DVR)集成，有效的缓解了电压暂降的损失，降低了维护费用，保证了运行时的安全性。

本实用新型的技术方案为：一种基于超级电容储能的两桥臂三相电压暂降补偿装置，包括：电力系统与电压暂降补偿系统；

所述电力系统包括：A相线路、B相线路、C相线路以及三相负载；所述A相线路、B相线路、C相线路分别与三相负载相连；

所述电压暂降补偿系统包括：三相隔离变压器、三组LC滤波器、电压型逆变器、具有PI控制的PWM数字控制器以及超级电容；所述三相隔离变压器的星形输入端分别与A相线路、B相线路、C相线路相连，中性点接零线，三相隔离变压器的三角输出端与电压型逆变器相连；所述三组LC滤波器分别与三相隔离变压器的三个星形输入端相连；所述电压型逆变器输出的电压正极与具有PI控制的PWM数字控制器的电压正极相连，电压型逆变器输出的电压负极与具有PI控制的PWM数字控制器的电压负极相连；所述的两个超级电容级联在电压型逆变器的直流侧。

进一步地，所述电压型逆变器包括四个IGBT；第一IGBT的栅极接具有PI控制的PWM数字控制器，第一IGBT的发射极接第二IGBT的集电极，第一IGBT的集电极接第三IGBT的集电极，第三IGBT的发射极接第四IGBT的集电极，第四IGBT的发射极与第二IGBT的发射极相连，第二IGBT的栅极接具有PI控制的PWM数字控制器，第三IGBT的栅极接具有PI控制的PWM数字控制器，第四IGBT的栅极接具有PI控制的PWM数字控制器。

更进一步地，两个级联的超级电容正极与第一IGBT、第三IGBT的阴极相连，两个级联的超级电容负极与第一IGBT、第三IGBT的正极相连。

进一步地，LC滤波器包括电容与电感，电容第二端与电感第一端相连，电感第二端与三相隔离变压器其中一个星形输入端相连；所述三组LC滤波器中三个电容的第二端相连。