[发明专利]一种MMC型中压供电质量综合提升系统

说明书

本发明提供一种MMC型中压供电质量综合提升系统，包括交流电网接入端、负载接入端、输入开关、输出开关、旁路开关、移相变压器、m个三相整流器、m个储能装置、MMC换流器。输入开关连接至交流电网接入端和移相变压器高压侧的初级三相绕组之间，移相变压器低压侧的m个次级三相绕组输出端分别与m个三相整流器的交流输入端一一对应相连；m个三相整流器的直流输出端通过级联的方式进行连接，并连接至MMC换流器的直流端正极和负极，m个三相整流器的直流端还分别与m个储能装置端口对应并联连接。本发明能保证大容量用户高可靠供电的同时极大减少移相变压器次级绕组、三相整流器和储能装置的数目，节省系统体积和成本。

技术领域

本发明涉及电力系统输配电技术领域，具体是一种MMC型中压供电质量综合提升系统。

背景技术

在全球工业自动化生产的大趋势下，电力系统日益增长的负荷与其运行的高电能质量要求促进了大功率供电质量综合提升系统的快速发展。传统大功率供电质量综合提升系统在电网输入端常采用六脉波整流方式，给电网侧带来了电力谐波污染问题，而采用移相变压器的多重脉波整流则能够有效解决这一问题，其中，含移相变压器的级联H桥型中压UPS系统以其网侧谐波小、模块化程度高、系统容量大、良好冗余特性等优点被广泛关注。

含移相变压器的级联H桥型中压UPS拓扑主要由输入输出开关、旁路开关、移相变压器、三相整流器、储能装置、三相级联H桥组成，移相变压器的每个次级绕组经三相整流后构成级联H桥每个子模块的直流电压输入，通过各个子模块级联的方式构成一个相单元，输出三相负载电压。该中压UPS每相交流输出无需升压变压器即能将电压等级提升至中压，有效提升单个模块容量，避免多机并联带来的均流均压问题，适用于中压大容量的应用场景。但该三相级联H桥中每个子模块的直流电压输入均需一个移相变压器的次级绕组、一个三相整流器和一个储能装置，不仅造成移相变压器次级绕组、三相整流器和储能装置数目繁多，体积较大，成本高，系统控制复杂。而且为实现负载端输出电压谐波尽可能少，级联H桥子模块的数量需显著提升，即相应地显著提升了移相变压器次级绕组、三相整流器和储能装置数目，使得上述缺点愈加凸显。特别地，这也对移相变压器次级绕组的制作工艺要求增高，对电能质量要求高的重要用户使用愈加受限。

现有中压UPS系统在系统电压输出特性、模块利用效率、经济性等方面均存在一定的矛盾问题，且随着重要用户负荷容量的日益增加和电能质量的要求增高，含移相变压器的级联H桥型中压UPS的生产成本显著增加地同时，性能提升效果不明显。为解决大容量重要用户安全可靠供电问题的同时兼顾经济效益，对供电质量综合提升系统提出了越来越高的挑战。

发明内容

为解决现有供电质量综合提升系统存在的技术问题，本发明提供了一种MMC型中压供电质量综合提升系统，所述中压供电质量综合提升系统采用了将移相变压器的每个次级绕组所接的三相整流器的直流端通过级联的方式进行连接以提升直流端电压等级后，再将所述直流端电压经MMC换流器输出稳定的负载端三相交流电压；通过对拓扑结构的设计，能够保证大容量用户高可靠供电的同时极大减少了移相变压器次级绕组、三相整流器和储能装置的数目，节省了系统体积和成本，模块化程度更高，提高了系统可靠性，且本发明可根据重要用户电能质量需求独立设计MMC换流器，可扩展性强。

本发明实现上述功能的技术方案如下：

一种MMC型中压供电质量综合提升系统，包括交流电网接入端、负载接入端、输入开关、输出开关、旁路开关、移相变压器、m个三相整流器、m个储能装置、MMC换流器，其中，

所述输入开关的第一端口连接至交流电网接入端，所述输入开关的第二端口连接至移相变压器高压侧的初级三相绕组；

所述移相变压器低压侧包含m个次级三相绕组，所述移相变压器低压侧的m个次级三相绕组输出端分别与m个三相整流器的交流输入端一一对应相连；

m个所述三相整流器的直流输出端通过级联的方式进行连接以提升直流端电压等级，并连接至MMC换流器的直流端正极和负极；