CN105470962A - 一种统一电能质量控制器及其顺序退出方法 - Google Patents

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陈国富
杨贵娟
蔡林海
王翔
戴凤娇
徐博
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    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Abstract

本发明提供一种统一电能质量控制器及其顺序退出方法，统一电能质量控制器包括串联侧单元和并联侧单元；所述串联侧单元和并联侧单元通过直流公共母线连接，所述串联侧单元通过交流公共母线连接电力系统，所述并联侧单元连接敏感负荷。统一电能质量控制器的顺序退出方法包括先退出串联侧单元，后退出并联侧单元共2个阶段。本发明使得退出过程中电气应力较小，退出过程更平稳且易于实现。

Description

一种统一电能质量控制器及其顺序退出方法
技术领域
本发明涉及柔性交流输配电技术，具体涉及一种统一电能质量控制器及其顺序退出方法。
背景技术
电能质量控制技术的研究具有极大的经济和社会效益，是目前电力研究领域中的一个热点。随着对电能质量敏感的各种复杂设备的普及，如高性能办公设备、精密实验仪器、可编程逻辑控制器以及各种自动生产线等，人们对电能质量的要求不断提高。
1996年，日本学者Akagi在分析“有源电力滤波器新趋势”一文中，首次提出了统一电能质量控制器的概念。统一电能质量控制器作为功能强大的电能质量综合补偿装置，有着十分广阔的应用前景。然而目前并没有一个完整的顺序退出流程介绍如何正确退出统一电能质量控制器，使得在退出过程中不会产生危及变流器电气设备安全、对系统的稳定运行产生较大干扰的过电压和过电流现象。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种统一电能质量控制器及其顺序退出方法，使得退出过程中电气应力较小，退出过程更平稳且易于实现。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种统一电能质量控制器，所述控制器包括串联侧单元和并联侧单元；所述串联侧单元和并联侧单元通过直流公共母线连接，所述串联侧单元通过交流公共母线连接电力系统，所述并联侧单元连接敏感负荷。
所述串联侧单元包括串联侧变流器Cse、串联侧变压器Tse、晶闸管旁路开关VT、进线断路器QFse1、出线断路器QFse2和旁路断路器QFse3。
所述进线断路器QFse1一端通过公共连接点A连接交流公共母线，其另一侧连接串联侧变压器Tse的原边绕组，所述串联侧变压器Tse的原边绕组同时通过出线断路器QFse2连接公共连接点B；
所述旁路断路器QFse3一端连接公共连接点A，其另一端连接公共连接点B；
所述晶闸管旁路开关VT角接于串联侧变压器Tse的副边绕组；
所述串联侧变流器Cse的交流侧连接串联侧变压器Tse的副边绕组，其直流侧通过直流公共母线连接并联侧变流器Csh的直流侧。
所述串联侧变流器Cse输出幅值相同和相位可控的电压，经串联侧变压器Tse接入电力系统，其等效为可控电压源，用于对电力系统电压波动进行补偿，维持电力系统电压衡定。
所述并联侧单元包括并联侧变流器Csh、并联侧变压器Tsh、软启动限流电阻Rqd、软启动旁路开关Kqd和出线断路器QFsh1。
所述软启动限流电阻Rqd与软启动旁路开关Kqd并联，形成Rqd//Kqd支路；
所述出线断路器QFsh1一端连接公共连接点B，另一端连接并联侧变压器Tsh的原边绕组，所述并联侧变压器Tsh的副边绕组连接Rqd//Kqd支路的一端，所述Rqd//Kqd支路的另一端连接并联侧变流器Csh。
所述并联侧变流器Csh输出相位及幅值可控的电压，经并联侧变压器Tsh升压后向电力系统注入可控电流，其等效为可控电流源，用于对敏感负荷无功功率及谐波进行补偿，同时维持直流公共母线电压衡定。
所述并联侧变流器Csh的交流侧和串联侧变流器Cse的交流侧之间通过电抗器并联。
本发明还提供一种统一电能质量控制器的顺序退出方法，所述启动方法包括以下步骤：
步骤1：退出串联侧单元；
步骤2：退出并联侧单元。
所述步骤1包括以下步骤：
步骤1-1：闭锁串联侧变流器Cse的电压补偿；
步骤1-2：开通晶闸管旁路开关VT、闭锁串联侧变流器Cse脉冲，使故障电流流过晶闸管旁路开关VT；
步骤1-3：闭合旁路断路器QFse3，并断开进线断路器QFse1和出线断路器QFse2，使提供给敏感负荷的电流由公共连接点A与公共连接点B之间的支路转移至旁路断路器QFse3所在支路，即由进线断路器QFse1及出线断路器QFse2所在支路转移至旁路断路器QFse3所在支路上。
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：闭锁并联侧变流器Csh的无功补偿；
步骤2-2：闭锁并联侧变流器Csh脉冲；
步骤2-3：断开出线断路器QFsh1和软启动旁路开关Kqd。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1)串联侧变流器Cse及并联侧变流器Csh共同作用实现了电力系统和敏感负荷之间的电能质量隔离；
2)其他退出操作均执行完毕后，再断开软启动旁路开关Kqd，以限制统一电能质量控制器可能产生的冲击电流；
3)退出流程先退出串联侧单元后退出并联侧单元，减小了统一电能质量控制器退出过程中的电气应力，减弱了统一电能质量控制器退出对系统接入点的影响，保证了统一电能质量控制器的平滑退出。
附图说明
图1是本发明实施例中统一电能质量控制器结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
发明提供一种统一电能质量控制器，如图1，统一电能质量控制器包括串联侧单元和并联侧单元；所述串联侧单元和并联侧单元通过直流公共母线连接，所述串联侧单元通过交流公共母线连接电力系统，所述并联侧单元连接敏感负荷。
所述串联侧单元包括串联侧变流器Cse、串联侧变压器Tse、晶闸管旁路开关VT、进线断路器QFse1、出线断路器QFse2和旁路断路器QFse3。
所述进线断路器QFse1一端通过公共连接点A连接交流公共母线，其另一侧连接串联侧变压器Tse的原边绕组，所述串联侧变压器Tse的原边绕组同时通过出线断路器QFse2连接公共连接点B；
所述旁路断路器QFse3一端连接公共连接点A，其另一端连接公共连接点B；
所述晶闸管旁路开关VT角接于串联侧变压器Tse的副边绕组；
所述串联侧变流器Cse的交流侧连接串联侧变压器Tse的副边绕组，其直流侧通过直流公共母线连接并联侧变流器Csh的直流侧。
所述串联侧变流器Cse输出幅值相同和相位可控的电压，经串联侧变压器Tse接入电力系统，其等效为可控电压源，用于对电力系统电压波动进行补偿，维持电力系统电压衡定。
所述并联侧单元包括并联侧变流器Csh、并联侧变压器Tsh、软启动限流电阻Rqd、软启动旁路开关Kqd和出线断路器QFsh1。
所述软启动限流电阻Rqd与软启动旁路开关Kqd并联，形成Rqd//Kqd支路；
所述出线断路器QFsh1一端连接公共连接点B，另一端连接并联侧变压器Tsh的原边绕组，所述并联侧变压器Tsh的副边绕组连接Rqd//Kqd支路的一端，所述Rqd//Kqd支路的另一端连接并联侧变流器Csh。
所述并联侧变流器Csh输出相位及幅值可控的电压，经并联侧变压器Tsh升压后向电力系统注入可控电流，其等效为可控电流源，用于对敏感负荷无功功率及谐波进行补偿，同时维持直流公共母线电压衡定。
所述并联侧变流器Csh的交流侧和串联侧变流器Cse的交流侧之间通过电抗器并联。
本发明还提供一种统一电能质量控制器的顺序退出方法，所述启动方法包括以下步骤：
步骤1：退出串联侧单元；
步骤2：退出并联侧单元。
所述步骤1包括以下步骤：
步骤1-1：闭锁串联侧变流器Cse的电压补偿；
步骤1-2：开通晶闸管旁路开关VT、闭锁串联侧变流器Cse脉冲，使故障电流流过晶闸管旁路开关VT；
步骤1-3：闭合旁路断路器QFse3，并断开进线断路器QFse1和出线断路器QFse2，使提供给敏感负荷的电流由公共连接点A与公共连接点B之间的支路转移至旁路断路器QFse3所在支路，即由进线断路器QFse1及出线断路器QFse2所在支路转移至旁路断路器QFse3所在支路上。
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：闭锁并联侧变流器Csh的无功补偿；
步骤2-2：闭锁并联侧变流器Csh脉冲；
步骤2-3：断开出线断路器QFsh1和软启动旁路开关Kqd。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种统一电能质量控制器，其特征在于：所述控制器包括串联侧单元和并联侧单元；所述串联侧单元和并联侧单元通过直流公共母线连接，所述串联侧单元通过交流公共母线连接电力系统，所述并联侧单元连接敏感负荷。
2.根据权利要求1所述的统一电能质量控制器，其特征在于：所述串联侧单元包括串联侧变流器Cse、串联侧变压器Tse、晶闸管旁路开关VT、进线断路器QFse1、出线断路器QFse2和旁路断路器QFse3。
3.根据权利要求2所述的统一电能质量控制器，其特征在于：所述进线断路器QFse1一端通过公共连接点A连接交流公共母线，其另一侧连接串联侧变压器Tse的原边绕组，所述串联侧变压器Tse的原边绕组同时通过出线断路器QFse2连接公共连接点B；
所述旁路断路器QFse3一端连接公共连接点A，其另一端连接公共连接点B；
所述晶闸管旁路开关VT角接于串联侧变压器Tse的副边绕组；
所述串联侧变流器Cse的交流侧连接串联侧变压器Tse的副边绕组，其直流侧通过直流公共母线连接并联侧变流器Csh的直流侧。
4.根据权利要求2或3所述的统一电能质量控制器，其特征在于：所述串联侧变流器Cse输出幅值相同和相位可控的电压，经串联侧变压器Tse接入电力系统，其等效为可控电压源，用于对电力系统电压波动进行补偿，维持电力系统电压衡定。
5.根据权利要求3所述的统一电能质量控制器，其特征在于：所述并联侧单元包括并联侧变流器Csh、并联侧变压器Tsh、软启动限流电阻Rqd、软启动旁路开关Kqd和出线断路器QFsh1。
6.根据权利要求5所述的统一电能质量控制器，其特征在于：所述软启动限流电阻Rqd与软启动旁路开关Kqd并联，形成Rqd//Kqd支路；
所述出线断路器QFsh1一端连接公共连接点B，另一端连接并联侧变压器Tsh的原边绕组，所述并联侧变压器Tsh的副边绕组连接Rqd//Kqd支路的一端，所述Rqd//Kqd支路的另一端连接并联侧变流器Csh。
7.根据权利要求5或6所述的统一电能质量控制器，其特征在于：所述并联侧变流器Csh输出相位及幅值可控的电压，经并联侧变压器Tsh升压后向电力系统注入可控电流，其等效为可控电流源，用于对敏感负荷无功功率及谐波进行补偿，同时维持直流公共母线电压衡定。
8.根据权利要求6所述的统一电能质量控制器，其特征在于：所述并联侧变流器Csh的交流侧和串联侧变流器Cse的交流侧之间通过电抗器并联。
9.一种统一电能质量控制器的顺序退出方法，其特征在于：所述启动方法包括以下步骤：
步骤1：退出串联侧单元；
步骤2：退出并联侧单元。
10.根据权利要求9所述的统一电能质量控制器的顺序退出方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：
步骤1-1：闭锁串联侧变流器Cse的电压补偿；
步骤1-2：开通晶闸管旁路开关VT、闭锁串联侧变流器Cse脉冲，使故障电流流过晶闸管旁路开关VT；
步骤1-3：闭合旁路断路器QFse3，并断开进线断路器QFse1和出线断路器QFse2，使提供给敏感负荷的电流由公共连接点A与公共连接点B之间的支路转移至旁路断路器QFse3所在支路，即由进线断路器QFse1及出线断路器QFse2所在支路转移至旁路断路器QFse3所在支路上。
11.根据权利要求9所述的统一电能质量控制器的顺序退出方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：闭锁并联侧变流器Csh的无功补偿；
步骤2-2：闭锁并联侧变流器Csh脉冲；
步骤2-3：断开出线断路器QFsh1和软启动旁路开关Kqd。
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