[发明专利]一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种附加无功补偿的柔性消弧变换器，包括：

DC/AC变换器，所述DC/AC变换器的交流侧经配电网系统的单相变压器升压后接入配电网系统中性点，用于输出特定交流电压向量，实现所述配电网系统的接地消弧；

AC/DC变换器，和所述DC/AC变换器直流侧互联形成直流母线，所述AC/DC变换器的交流侧接入站变电源，用于控制所述直流母线电压恒定，并给所述站变电源进行无功补偿，无功功率大小随所述DC/AC变换器输出电压、电流信息动态调节；

综合控制器，进行信息采集、控制逻辑运算并发送控制命令至所述AC/DC变换器和所述DC/AC变换器。

2.如权利要求1所述的柔性消弧变换器，其中，所述综合控制器包括：

信息采集单元，用于采集所述配电网系统的电压、电流信息、所述DC/AC变换器信息和AC/DC变换器信息；

第一控制单元，用于接收所述信息采集单元发送的信息并发送第一控制命令至所述DC/AC变换器；

第二控制单元，用于接收所述信息采集单元发送的信息并发送第二控制命令至所述AC/DC变换器。

3.如权利要求2所述的柔性消弧变换器，其中，所述综合控制器还包括：

控制出口单元，用于接收所述第一控制命令并发送至所述DC/AC变换器，以及接收所述第二控制命令并发送至所述AC/DC变换器。

4.如权利要求1所述的柔性消弧变换器，其中，所述AC/DC变换器包括：

三相滤波单元；

三相功率变换单元，经过所述三相滤波单元滤波后接入站变电源，所述三相功率变换单元包括三相半桥结构，所述三相半桥结构包括全控型半导体开关器件。

5.如权利要求1所述的柔性消弧变换器，其中，所述DC/AC变换器包括：

单相滤波单元；

单相功率变换单元，经过所述单相滤波单元滤波，再经所述配电网系统的单相变压器升压后接入配电网系统中性点，所述单相功率变换单元包括单相全桥结构，所述单相全桥结构包括全控型半导体开关器件。

6.一种如权利要求1至5之任一项所述的附加无功补偿的柔性消弧变换器的控制方法，包括：

所述综合控制器实时采集配电网系统信息、AC/DC变换器信息、DC/AC变换器信息；

正常运行时，所述综合控制器的第一控制单元自动启动所述DC/AC变换器，所述综合控制器的第二控制单元自动启动所述AC/DC变换器；

所述AC/DC变换器控制直流母线电压，所述DC/AC变换器待机状态，所述综合控制器的第二控制单元控制所述AC/DC变换器向站变电源注入无功，无功大小根据预设的电压无功下垂特性得出。

7.如权利要求6所述的控制方法，其中，所述AC/DC变换器控制直流母线电压，所述DC/AC变换器待机状态，所述综合控制器的第二控制单元控制所述AC/DC变换器向站变电源注入无功，无功大小根据预设的电压无功下垂曲线得出，包括：

所述第二控制单元根据DC/AC变换器输出电压、电流信息，动态调节下垂系数，再通过电压无功下垂特性得到无功功率指令值；

采用无功功率外环、并网电流内环控制方式，控制AC/DC变换器向站变电源补偿无功；

采用直流母线电压外环、并网电流内环控制方式，同步控制直流母线电压恒定。

8.如权利要求6所述的控制方法，还包括：

若所述配电网系统发生接地故障，所述综合控制器的第一控制单元进行检测、分析和运算，控制DC/AC变换器运行，闭环输出指定电压向量，将故障相对地电压降为零，实现所述配电网系统接地消弧；

所述综合控制器的第二控制单元同步检测系统实时有功大小，通过变系数调节器调节下垂系数，进而调节无功功率大小，保证最大化发出无功的同时AC/DC变换器不过载运行；

若所述配电网系统接地故障消除，所述综合控制器的第一控制单元控制DC/AC变换器进入待机状态，所述综合控制器的第二控制单元复归变系数调节器，无功控制随预设电压无功下垂特性运行。