专利名称：串联型电压扰动装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于电能质量分析与控制领域，特别是提供了一种串联型电压扰动 装置。
背景技术：
大容量多扰动类型的电压质量扰动发生装置是研究、评估、控制电能质量问题 的基本设备，其开发研制受到国内外研究人员的广泛重视。基于串联补偿模式实现 大容量、多扰动类型的电压质量扰动发生装置的方法，较好克服了目前同类装置存 在的功能单一、精度较低、价格昂贵、或容量较小的缺点，具有显著的技术经济优 越性。装置可在串联调制模式下产生电压暂降、暂升、过电压、欠电压、三相不平 衡、电压波动与闪变、波形畸变等电压质量扰动类型。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种串联型电压扰动装置，可以产生电压暂降、暂 升、过电压、欠电压、三相不平衡、电压波动与闪变、波形畸变等多种电压质量扰 动类型。
本实用新型提出的串联型电压扰动装置(以下简称为扰动装置)，包括并联
换流变压器l、三相全桥PWM变流器2、直流斩波器及超级电容储能系统3、单相全 桥P丽变流器组4、串联注入变压器组5。如附图1所示。可在串联调制模式下产 生电压暂降、暂升、过电压、欠电压、三相不平衡、电压波动与闪变、波形畸变等 电压质量扰动类型。
并联换流变压器l为三相双绕组变压器，实现串联型电压质量扰动发生装置与 电网的隔离及能量的双向输送，原边、副边分别为星形和三角形接线，连接组为 Y/D-11，变压器原边三相引线并联连接到三相供电线路上，副边三相引线连接到三 相全桥P簡变流器2的三个桥臂终端。
三相全桥P丽变流器(2)具有三个桥臂，每个桥臂由上下两个IGBT及其反并 联二极管串联而成。三个桥臂上下端点分别连接到一起，形成变流器的直流母线， 上端母线为正极，下端母线为负极。当三相全桥PWM变流器2工作于高频整流状态 下时，能量从电网侧流向直流侧的负载；而它工作于再生状态下，相当于三相PWM 电压型逆变器，将直流侧的能量回馈到交流侧电网。正负两条直流母线连接到直流 斩波器及超级电容储能系统3。超级电容储能系统，由200只超级电容单体串联而 成，连接到超级电容的两只二极管实现对超级电容的保护。 一只二极管阳极、阴极 分别接至超级电容负极、正极；另一只二极管的阳极、阴极分别接至超级电容的正 极、三相全桥P丽变流器2输出的正极直流母线。
直流斩波器及超级电容储能系统3采用的开关器件为两只IGBT，高位IGBT实 现超级电容充电的降压斩波控制，低位IGBT实现超级电容放电的升压斩波控制， 两只二极管分别与IGBT反向并联。连接到超级电容正极上的电感为升压斩波与降 压斩波的共用电感，电感的另一侧引线连接到直流斩波桥臂的终端。三相全桥P丽 变流器2输出的直流母线间并联了直流斩波和超级电容储能系统3后，连接到三台 单相全桥P丽变流器4的直流侧，构成共用直流母线。为了支撑电压及减小纹波， 每台单相全桥P麵变流器的直流母线间连接有直流电容器。每个单相全桥P丽变流 器分别由两个桥臂、四只IGBT构成，每只IGBT均反向并联了续流二极管。单相全 桥P丽变流器的两个桥臂终端连接到LC低通滤波器，与三相串联滤波电感相连， 然后接入串联注入变压器组5。串联注入变压器组由三台单相注入变压器构成，每 台变压器均为单相双绕组结构。 扰动装置的工作原理简述如下。 (1) 产生过电压、欠电压 扰动装置产生过电压和欠电压扰动的机理是三个单相逆变器在控制器控制下 分别向系统注入串联电压，当注入电压的相位和系统同相时，负荷侧产生过电压现 象；当注入电压的相位和系统反相时，负荷侧产生欠电压现象，过电压、欠电压的 比率和持续时间可以灵活设置。扰动装置注入电压按照系统相电压设计，因此过电 压倍数可以达到2倍，而欠电压可低至OV，可模拟供电中断或短时供电中断扰动。 (2) 电压暂降 电压暂降表现为电压有效值一段时间内的跌落，通常由电力系统邻域内的故 障、大型负荷的启动等造成，是电能质量诸问题中危害最严重，也较难治理的一种。 扰动装置通过注入与系统电压反向的电压信号能够产生可在较大范围内自由设定 暂降深度和持续时间的扰动。 (3) 三相不平衡 若供用电系统三相不平衡度太大，会造成设备利用率下降、异常发热、负序分 量增加等一系列危害。扰动装置采用三相分相控制模式，通过控制调制波为不同幅 值产生不平衡的电压，实现三相不平衡扰动。 (4) 波形畸变 扰动装置通过产生幅值占系统相电压一定比例的谐波叠加到系统电压上，实现 波形畸变的扰动。 (5) 电压波动与闪变 电源电压出现波动，则在驱动白炽灯等照明设备时，表现为灯光的闪烁。扰动 装置产生闪变扰动是控制每相逆变器产生一低频交流信号对电源的工频电压进行 调制，实现电压幅度波动。 本实用新型的优点在于基于串联补偿模式实现大容量、多扰动类型的电压质 量扰动发生装置的方法，较好克服了目前同类装置存在的功能单一、精度较低、价
格昂贵、或容量较小的缺点，具有显著的技术经济优越性。扰动装置可在串联调制 模式下产生电压暂降、暂升、过电压、欠电压、三相不平衡、电压波动与闪变、波 形畸变等多种电压质量扰动类型。
图l为本实用新型的串联型电压扰动装置电路结构图。其中，并联换流变压器 1、三相全桥PWI变流器2、直流斩波器及超级电容储能系统3、单相全桥PTO1变流 器组4、串联注入变压器组5。
具体实施方式
本实用新型提出的串联型电压扰动装置，由并联换流变压器1、三相全桥PWM 变流器2、直流斩波器及超级电容储能系统3、单相全桥PM1变流器组4、串联注入 变压器组5组成，如附图l所示。
并联换流变压器1为三相双绕组变压器，原副边分别为星形和三角形接线，连 接组为Y/D-11，变压器原边三相引线并联连接到三相供电线路上，副边三相引线连 接到三相全桥P丽变流器2的三个桥臂终端。每个桥臂由上下两个IGBT及其反并 联二极管串联而成。三个桥臂上下端点分别连接到一起，形成变流器的直流母线， 上端母线为正极，下端母线为负极。当三相全桥P^1变流器2工作于高频整流状态 下时，能量从电网侧流向直流侧的负载；而它工作于再生状态下，相当于三相PWM 电压型逆变器，将直流侧的能量回馈到交流侧电网。正负两条直流母线连接到直流 斩波器及超级电容储能系统3。超级电容储能系统，由200只超级电容单体串联而 成，连接到超级电容的两只二极管实现对超级电容的保护。 一只二极管阳极、阴极 分别接至超级电容负极、正极；另一只二极管的阳极、阴极分别接至超级电容的正 极、三相全桥pmi变流器2输出的正极直流母线。直流斩波器及超级电容储能系统 3采用的开关器件为两只IGBT，高位IGBT实现超级电容充电的降压斩波控制，低 位IGBT实现超级电容放电的升压斩波控制，两只二极管分别与IGBT反向并联。连 接到超级电容正极上的电感为升压斩波与降压斩波的共用电感，电感的另一侧引线 连接到直流斩波桥臂的终端。三相全桥P觀变流器2输出的直流母线间并联了直流 斩波和超级电容储能系统3后，连接到三台单相全桥PWM变流器4的直流侧，构成 共用直流母线。为了支撑电压及减小纹波，每台单相全桥PWM变流器的直流母线间 连接有直流电容器。每个单相全桥PWM变流器分别由两个桥臂、四只IGBT构成， 每只IGBT均反向并联了续流二极管。单相全桥PWM变流器的两个桥臂终端连接到 LC低通滤波器，与三相串联滤波电感相连，然后接入串联注入变压器组5。串联注 入变压器组由三台单相注入变压器构成，每台变压器均为单相双绕组结构。
权利要求1、一种串联型电压扰动装置，其特征在于由并联换流变压器(1)、三相全桥PWM变流器(2)、直流斩波器及超级电容储能系统(3)、单相全桥PWM变流器组(4)、串联注入变压器组(5)五部分组成；并联换流变压器(1)原边三相引线分别连接到电源的三相线路上，副边三相引线连接到三相全桥PWM变流器(2)的三个桥臂终端；三相全桥PWM变流器(2)的正负两条直流母线连接到直流斩波器及超级电容储能系统(3)，三相全桥PWM变流器(2)输出的直流母线间并联了直流斩波和超级电容储能系统(3)后，连接到三台单相全桥PWM变流器(4)的直流侧，构成共用直流母线；单相全桥PWM变流器的两个桥臂终端连接到LC低通滤波器，与三相串联滤波电感相连，然后接入串联注入变压器组(5)。
2、 按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述的并联换流变压器(1)为三相双 绕组变压器，原边、副边分别为星形和三角形接线，连接组为Y/D-11。
3、 按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述的三相全桥P簡变流器(2)具有 三个桥臂，每个桥臂由上下两个IGBT及其反并联二极管构成的开关单元串联而成，上下 两个开关单元分别称为上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂的连接点引出作为该桥臂终端； 三个桥臂终端分别通过连接电抗器和并联换流器(1)的副边三相引线相连；三个桥臂的 上桥臂集电极和下桥臂发射极分别连接到一起，形成变流器的正负极直流母线，集电极连 接在一起的为正极母线，发射极连接在一起的为负极母线。
4、 按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述的直流斩波和超级电容储能系统 (3)是由直流斩波电路和超级电容构成的储能系统，该储能系统输出正极和负极两条母线，分别和三相全桥PWM变流器(2)的正极和负极母线相连；储能系统中的超级电容由200只超级电容单体串联而成；连接到超级电容的两只二极管实现对超级电容的保护，一只二极管阳极、阴极分别接至超级电容的负极、正极；另一只二极管的阳极、阴极分别接 至超级电容的正极和储能系统的正极母线；该储能系统的直流斩波电路由一个桥臂构成， 桥臂的上桥臂IGBT集电极连接到储能系统输出的正极母线，下桥臂IGBT发射极连接到储 能系统输出的负极母线和超级电容的负极；桥臂终端引出线通过连接电感和超级电容的正 极相连。
5、按照权利要求l所述的装置，其特征在于所述的单相全桥PW^变流器组(4)包 括三台单相全桥P丽变流器、对应的直流电容和低通滤波器；每台单相全桥P丽变流器由 两个桥臂构成，两个桥臂的上桥臂集电极和下桥臂发射极分别连接到一起，形成单相全桥 P觀变流器的正负极直流母线，集电极连接在一起的为正极母线，发射极连接在一起的为 负极母线；为了减小纹波，正负极母线间连接有两台串联电容器；三台单相全桥P丽变流 器的正极和负极母线分别连接到一起，形成并联连接后分别连接到直流斩波和超级电容储 能系统(3)的正负极母线上；每台单相全桥PWM变流器中两个桥臂终端引出线分别连接 到一只滤波电感和一只滤波电容的引线端子；滤波电感和滤波电容的另一引线端子连接在 一起，形成低通滤波器的一个输出端，与滤波电容引线端子相连的一个桥臂终端形成低通 滤波器的另一个输出端。
6、按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述的单相串联注入变压器组(5)由 三台单相注入变压器构成；每台单相注入变压器均为单相双绕组结构，原边绕组的两个端 子连接到一台单相全桥PWM变流器的低通滤波器的两条输出线上；三台单相注入变压器的 副边绕组分别串联接入三相电源线路中，形成三相电源线路串联三台单相注入变压器的副 边绕组后对试验负载供电的形式。
专利摘要一种串联型电压扰动装置，属于电能质量分析与控制领域。包括并联换流变压器(1)、三相全桥PWM变流器(2)、直流斩波器及超级电容储能系统(3)、单相全桥PWM变流器组(4)、串联注入变压器组(5)。优点在于基于串联补偿模式实现大容量、多扰动类型的电压扰动装置的方法，较好克服了目前同类装置存在的功能单一、精度较低、价格昂贵、或容量较小的缺点，具有显著的技术经济优越性。串联型电压扰动装置可在串联调制模式下产生电压暂降、暂升、过电压、欠电压、三相不平衡、电压波动与闪变、波形畸变等多种电压质量扰动类型。
文档编号H02H3/00GK201178309SQ200820080190
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月25日 优先权日2008年4月25日
发明者单任仲, 超 安, 尹忠东, 智 张, 肖湘宁, 马晓蕾 申请人:华北电力大学