CN102412571B - 并联补偿电网母线短路电流限制器 - Google Patents

并联补偿电网母线短路电流限制器 Download PDF

Info

Publication number
CN102412571B
CN102412571B CN201110378443.0A CN201110378443A CN102412571B CN 102412571 B CN102412571 B CN 102412571B CN 201110378443 A CN201110378443 A CN 201110378443A CN 102412571 B CN102412571 B CN 102412571B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrical network
bridge module
access point
short circuit
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110378443.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102412571A (zh
Inventor
尹忠东
赵士硕
刘莫然
孙舟
安勇
李勇钢
李鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201110378443.0A priority Critical patent/CN102412571B/zh
Publication of CN102412571A publication Critical patent/CN102412571A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102412571B publication Critical patent/CN102412571B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Abstract

一种并联补偿电网母线短路电流限制器，属于电压调节和短路电流限制应用技术领域。包括端点并联补偿换流装置(5)，电网I接入点(8)，电网II接入点(9)，限流电抗器(10)和端点并联补偿换流装置(11)。其中端点并联补偿换流装置(5)包括：单相整流变压器(1)，PWM整流H桥模块(2)，保护支路(3)，基波级联H桥模块(4)，滤波电抗器(6)，滤波电容器(7)。端点并联补偿换流装置(11)和端点并联补偿换流装置(5)内部构成完全一致。本发明的优点在于：装置实现了短路电流限制和电压支撑的综合控制，既能限制系统短路电流，又能实时根据潮流方向进行电压补偿，改善电抗器两端的电压质量，显著提高系统的安全运行水平。

Description

并联补偿电网母线短路电流限制器
技术领域
本发明属于电压调节和短路电流限制应用技术领域，特别提供了一种并联补偿电网母线短路电流限制器。
背景技术
随着电力系统规模的日益扩大，区域电网互联，短路电流水平也随之不断上升，短路故障对电力系统及其设备的破坏也越来越严重，直接影响了电网的安全稳定运行。为解决短路电流超限问题，可以选用限流电抗器来加以抑制，但限流电抗器的引入，必然会导致无功消耗，出现电压下降等问题。在限流电抗器两端采用并联补偿电路，可以根据电网潮流方向，实施无功补偿，消除电抗器压降，提升电压水平。这样便能在系统发生短路故障时有效限制短路电流，又能在系统正常运行时补偿电抗器压降，有效改善电力系统电压水平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种并联补偿电网母线短路电流限制器，串联安装在不同电网的联络母线上，既能在联络母线两侧发生短路故障时限制短路电流水平，又能在系统正常时补偿串联电抗器电压降落，提高电压水平。
本发明包括端点并联补偿换流装置5，电网I接入点8，电网II接入点9，限流电抗器10和端点并联补偿换流装置11。其中，端点并联补偿换流装置5和端点并联补偿换流装置11的内部结构完全一致，分别连接在电网I接入点8和电网II接入点9上。限流电抗器10连接在电网I接入点8和电网II接入点9之间。端点并联补偿换流装置5包括单相整流变压器1，PWM整流H桥模块2，保护支路3，基波级联H桥模块4，滤波电抗器6，滤波电容器7。
单相整流变压器1将交流电源降压后，分别通过N(N的取值范围是5～20)个低压绕组对N个PWM整流H桥模块2进行充电，建立起直流母线电压。每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了保护支路3。N个PWM整流H桥模块的直流母线分别连接到N个基波级联H桥模块4的输入端。基波级联H桥模块4由N个单相H桥模块串联构成，串联输出的一端连接到滤波电抗器6的C点，另一端连接到中性点B。滤波电抗器6的另一端A连接到电网I接入点8，滤波电容器7接在A和B之间。基波级联H桥模块4产生基波电压，通过滤波电抗6在电网I接入点8处形成设定补偿电流的叠加输出。
本发明公开了一种并联补偿电网母线短路电流限制器，由串联限流电抗器，两个端点并联补偿换流装置构成。每个端点并联补偿换流装置分为三相，每相采用N(N取值范围是5～20)个单相H桥换流器级联的形式。串联安装在不同电网的联络母线上，可以在系统潮流发生反转情况下，动态跟踪补偿由于限流电抗器引起的电网母线上的电压降落，快速有效改善母线电压质量。本发明的优点在于：装置实现了短路电流限制和电压支撑的综合控制，既能限制系统短路电流，又能实时根据潮流方向进行电压补偿，改善电抗器两端的电压质量，显著提高系统的安全运行水平。
本发明提出的一种并联补偿电网母线短路电流限制器的工作原理为，在系统正常工作时，端点并联补偿换流装置5和端点并联补偿换流装置11根据互联电网I和电网II间的功率流向，实施协调控制，对限流电抗器10两端的电压降落进行有效补偿，消除限流电抗器对联网系统的不良影响。在系统发生短路故障时，不论是在电网I内还是在电网II内，限流电抗器均能迅速起到限制健全电网流向故障电网的短路电流。
系统正常运行时，单相整流变压器将交流电源降压隔离后，分别通过N个低压绕组对N个PWM整流H桥模块进行充电，建立起直流母线电压。每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了保护支路，当直流母线出现过电压时，保护支路迅速放电，控制直流母线电压不过限，从而保护电力电子器件的安全。N个PWM整流H桥模块的直流母线分别连接到N个基波级联H桥模块的输入端。基波级联H桥模块根据控制指令基于载波移相控制算法，作为恒压源产生基波电压，基波电压通过滤波电抗器连接到电网接入点上，产生对应的基波无功补偿电流。滤波电抗器6和滤波电容器7构成高通滤波器，滤除由基波级联H桥模块4输出的高次谐波。
本发明的优点在于：装置实现了短路电流限制和电压支撑的综合控制，既能限制系统短路电流，又能实时根据潮流方向进行电压补偿，改善电抗器两端的电压质量，显著提高系统的安全运行水平。
附图说明
图1为本发明的结构原理拓扑图。包括：端点并联补偿换流装置5，电网I接入点8，电网II接入点9，限流电抗器10和端点并联补偿换流装置11。其中端点并联补偿换流装置5包括：单相整流变压器1，PWM整流H桥模块2，保护支路3，基波级联H桥模块4，滤波电抗器6，滤波电容器7。
具体实施方式
本发明提出的并联补偿电网母线短路电流限制器的原理电路图如图1所示。包括端点并联补偿换流装置5，电网I接入点8，电网II接入点9，限流电抗器10和端点并联补偿换流装置11。其中端点并联补偿换流装置5和端点并联补偿换流装置11的内部结构完全一致，分别连接在电网I接入点8和电网II接入点9上。限流电抗器10连接在电网I接入点8和电网II接入点9之间。端点并联补偿换流装置5包括单相整流变压器1，PWM整流H桥模块2，保护支路3，基波级联H桥模块4，滤波电抗器6，滤波电容器7。单相整流变压器1将交流电源降压后，分别通过N(N的取值范围是5～20)个低压绕组对N个PWM整流H桥模块2进行充电，建立起直流母线电压。每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了保护支路3。N个PWM整流H桥模块的直流母线分别连接到N个基波级联H桥模块4的输入端。基波级联H桥模块4由N个单相H桥模块串联构成，串联输出的一端连接到滤波电抗器6的C点，另一端连接到中性点B。滤波电抗器6的另一端A连接到电网I接入点8，滤波电容器7接在A和B之间。基波级联H桥模块4产生基波电压，通过滤波电抗器6在电网I接入点8处形成设定补偿电流的叠加输出。
端点并联补偿换流装置11和端点并联补偿换流装置5的内部结构完全一致。

Claims (2)

1.一种并联补偿电网母线短路电流限制器，其特征在于：包括第一端点并联补偿换流装置（5），电网I接入点（8），电网II接入点（9），限流电抗器（10）和第二端点并联补偿换流装置（11）；第二端点并联补偿换流装置（11）和第一端点并联补偿换流装置（5）内部构成完全一致；分别连接在电网I接入点（8）和电网II接入点（9）上；限流电抗器（10）连接在电网I接入点（8）和电网II接入点（9）之间；其中，第一端点并联补偿换流装置（5）包括：单相整流变压器（1），PWM整流H桥模块（2），保护支路（3），基波级联H桥模块（4），滤波电抗器（6），滤波电容器（7）；
单相整流变压器（1）将交流电源降压后，分别通过N个低压绕组对N个PWM整流H桥模块（2）进行充电，建立起直流母线电压；每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了保护支路（3）；N个PWM整流H桥模块的直流母线分别连接到N个基波级联H桥模块（4）的输入端；基波级联H桥模块（4）由N个单相H桥模块串联构成，串联输出的一端连接到滤波电抗器（6）的C点，另一端连接到中性点B；滤波电抗器（6）的另一端A连接到电网I接入点（8），滤波电容器（7）接在A和B之间；基波级联H桥模块（4）产生基波电压，通过滤波电抗器（6）在电网I接入点（8）处形成设定补偿电流的叠加输出；
所述的N的取值范围为5～20；
所述的第一端点并联补偿换流装置（5）和第二端点并联补偿换流装置（11）根据互联电网I和电网II间的功率流向，实施协调控制，对限流电抗器（10）两端的电压降落进行有效补偿，消除限流电抗器对联网系统的不良影响；在系统发生短路故障时，不论是在电网I内还是在电网II内，限流电抗器均能迅速起到限制健全电网流向故障电网的短路电流。
2.按照权利要求1所述的电流限制器，其特征在于：所述的滤波电抗器（6）和滤波电容器（7）构成高通滤波器，滤除由基波级联H桥模块（4）输出的高次谐波。
CN201110378443.0A 2011-11-24 2011-11-24 并联补偿电网母线短路电流限制器 Expired - Fee Related CN102412571B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110378443.0A CN102412571B (zh) 2011-11-24 2011-11-24 并联补偿电网母线短路电流限制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110378443.0A CN102412571B (zh) 2011-11-24 2011-11-24 并联补偿电网母线短路电流限制器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102412571A CN102412571A (zh) 2012-04-11
CN102412571B true CN102412571B (zh) 2014-07-16

Family

ID=45914491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110378443.0A Expired - Fee Related CN102412571B (zh) 2011-11-24 2011-11-24 并联补偿电网母线短路电流限制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102412571B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102710145B (zh) * 2012-06-19 2016-02-03 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种大功率四象限变频器及电力变换装置
CN109994989A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 中国电力科学研究院有限公司 一种基于直流断路器的柔性直流电网的保护方法及系统
CN108258917B (zh) * 2018-01-29 2019-06-11 湖南大学 一种电源系统
CN111509696B (zh) * 2020-04-24 2022-04-12 广东电网有限责任公司珠海供电局 电池储能系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101170284A (zh) * 2007-09-28 2008-04-30 清华大学 用于电气化铁路供电的单相统一电能质量控制器
CN102097793A (zh) * 2010-12-30 2011-06-15 东南大学 配电系统中多换流器式统一电能质量调节装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5312051A (en) * 1976-07-19 1978-02-03 Mitsubishi Electric Corp Supply voltage protecting device for secondary exiting device of induction motor
JP3901075B2 (ja) * 2002-11-12 2007-04-04 富士電機システムズ株式会社 共振電流抑制方式

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101170284A (zh) * 2007-09-28 2008-04-30 清华大学 用于电气化铁路供电的单相统一电能质量控制器
CN102097793A (zh) * 2010-12-30 2011-06-15 东南大学 配电系统中多换流器式统一电能质量调节装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭53-12051A 1978.02.03
JP特开2004-166358A 2004.06.10

Also Published As

Publication number Publication date
CN102412571A (zh) 2012-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106374830B (zh) 大功率高升压比光伏直流变流器装置及控制方法
CN201323531Y (zh) 由三电平h桥功率单元模块直接构成的6kv高压变频器
CN106300414B (zh) 一种基于串、并联结构的模块化地铁能量回馈装置
Byeon et al. A research on the characteristics of fault current of DC distribution system and AC distribution system
CN102570491A (zh) 采用h桥的多电平功率转换器或逆变器装置
CN104852583A (zh) 一种用于中低压直流配电的高频链多电平直流变压器
CN104377720A (zh) 一种基于mmc变流站的直流输电潮流控制方法
CN201584899U (zh) 一种电力电子变压器的拓扑结构
CN102412571B (zh) 并联补偿电网母线短路电流限制器
CN104796025A (zh) 一种模块化多电平换流器子模块拓扑结构
CN206908254U (zh) 集约型融冰装置恒流、恒压模块化动态无功补偿部件
CN202872650U (zh) 基于h桥的高压稳压电源
CN113726136B (zh) 变换装置
CN103441676A (zh) 一种模块化的高压直流-直流变换装置
CN103490639A (zh) 一种基于全柔性控制的柔性配电变压器
CN102496932A (zh) 一种并联型电压暂降补偿装置
CN105186550A (zh) 一种改进型模块化多电平换流器子模块拓扑
CN104753015A (zh) 输电线路融冰装置
CN103384119A (zh) 静止无功发生器单元模块的交流侧取能装置及方法
CN204578373U (zh) 一种用于中低压直流配电的高频链多电平直流变压器
CN203278664U (zh) 三电平防爆变频器
CN102403957A (zh) 一种无谐波变频调速装置
CN104410267A (zh) 一种开关电源
CN113726137B (zh) 变换装置
CN102185312A (zh) 变频控制谐波无功和有功电流综合补偿装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140716

Termination date: 20141124

EXPY Termination of patent right or utility model