CN113422368A - 一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器 - Google Patents

一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，该拓扑包括电网、变压器、并网型变流器；并网型变流器一端通过变压器接入电网，另一端接地；还包括并联在电网上的线路对地电阻、对地电容、接地故障过渡电阻；并网型变流器包括有源变流部分和无源部分；无源部分为TCLC结构，由晶闸管控制的电抗器、电容C1和滤波电感L2组成；电抗器由晶闸管VT1、VT2和电感L1构成，晶闸管VT1和VT2反向并联，电感L1与晶闸管VT1和VT2构成整体串联；电容C1与电抗器并联，滤波电感L2一端串联在电抗器和电容C1的节点上，另一端串联在有源变流部分；无源部分另一端由晶闸管控制的电抗器和电容C1的节点通过变压器接入电网。本发明可以实现降低有源部分电压的效果。

Description

一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型 变流器
技术领域
本发明属于配电网消弧技术领域，特别是涉及一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器。
背景技术
配电网设备繁杂，用户众多，覆盖面广，地理情况变化多样，且受用户增容等外界条件以及城市建设等因素的影响，发生故障的几率相对较高。在配电网故障中绝大部分是单相接地故障，配电网发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高，能够引起系统过电压，导致绝缘击穿，易扩大为相间短路。
目前配电网广泛采用的是无源消弧方法。图1所示为中性点无源消弧方法示意图，其主要有固定补偿式消弧线圈与自动调谐式消弧线圈两种形式。在配电网发生单相接地故障发生后，投入消弧线圈补偿系统接地容性电流，从而达到消弧的目的。这种方式虽然拓扑简单，在一定程度上能补偿单相接地故障电流。但是消弧线圈体积庞大，且长期处于闲置状态，利用率低，其次消弧线圈只能补偿接地电流中的无功分量，无法补偿有功和谐波分量。另一种无源消弧方法是采用消弧柜进行消弧，此方法将接地故障相线路直接在母线处通过高压开关进行接地，但是此方法容易引发谐振过电压。
随着电力电子技术的发展，有源消弧方法得到了广泛的研究。相比于无源消弧方法，有源消弧方法可实现接地故障电流的全补偿。图2所示为中性点有源消弧方法示意图，该方法采用有源变流器与固定档位消弧线圈配合，通过有源变流器在系统中性点注入补偿电流，改变电网零序潮流分布，进而控制系统中性点电压。因为，故障相母线电压为中性点电压与故障相电源电动势的叠加结果，改变中性点电压可抑制故障相母线电压，达到熄弧的目的。此方法虽然解决了中性点无源消弧方式不能实现电流全补偿的问题，但还是存在设备利用率低，长期闲置的问题。并且，在消弧期间，为维持设备直流侧电压的恒定，需额外加装整流装置。
如图3所示为非中性点有源消弧方法示意图，该方式采用星形连接的三相级联H桥形式，三相级联H桥变流器串联滤波电感后直接挂接于配电线路。在电网正常运行时，该装置可实现无功补偿，三相电压不平衡治理等功能；一旦发生单相接地故障，则控制级联H桥变流器分相向配电网注入消弧电流，补偿接地故障电流，抑制故障相电压，达到消弧的目的。该方法有效解决了中性点有源消弧方法中的设备利用率低的问题，但由于在消弧期间非故障相的装置需承受线电压，对设备耐压提出了更高要求，导致设备的成本变高且模块冗余，设计复杂。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，以解决消弧线圈体积庞大，长期处于闲置，设备利用率低，现有消弧线圈只能补偿接地电流中的无功分量，无法补偿有功和谐波分量，易引发谐振过电压，及现有消弧设备成本变高且模块冗余，设计复杂的问题，以有效降低有源环节设备耐压，减少成本，提高电能质量治理、故障消弧设备的利用率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，该电路拓扑包括电网、变压器、并网型变流器；
所述并网型变流器一端通过所述变压器接入所述电网，另一端接地；
还包括线路对地电阻；
所述线路对地电阻并联在所述电网上；
还包括线路对地电容；
所述线路对地电容并联在所述电网上；
还包括接地故障过渡电阻；
所述接地故障过渡电阻并联在所述电网上；
所述并网型变流器包括有源变流部分和无源部分；
所述无源部分为TCLC结构，由晶闸管控制的电抗器、电容C1和滤波电感L2组成；所述电容C1与所述晶闸管控制的电抗器并联，所述滤波电感L2一端串联在所述晶闸管控制的电抗器和电容C1的节点上，另一端串联在有源变流部分；
所述晶闸管控制的电抗器由晶闸管VT1、VT2和电感L1构成，所述晶闸管VT1和VT2反向并联，所述电感L1与所述晶闸管VT1和VT2构成的整体串联；
所述无源部分一端通过滤波电感L2一端连接至有源变流部分，所述无源部分另一端由晶闸管控制的电抗器和电容C1的节点通过变压器接入电网。
进一步的，所述有源变流部分由脉宽调制变流器和直流侧储能电容Cdc组成，直流侧储能电容Cdc连接在脉宽调制变流器直流侧；
所述脉宽调制变流器由4个全控型器件绝缘栅双极型晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4和4个续流二极管构成，所述IGBT与所述续流二极管采用反并联连接方式，直流侧储能电容Cdc正极与IGBT1的集电极相连，直流侧储能电容Cdc负极IGBT3的节点发射极相连。
进一步的，所述有源变流部分一端通过IGBT2的发射极和IGBT4的集电极的节点串联至无源部分，另一端通过IGBT1的发射极和IGBT3的集电极的节点接地。
进一步的，所述晶闸管VT1、VT2的导通角通过控制晶闸管触发信号改变；所述VT1、VT2的导通角范围为[π/2,π]；当导通角的范围在[π/2,αh)时，TCLC结构呈现感性；当导通角的范围在(αh，π]时，TCLC结构呈现容性，其中，αh为晶闸管的谐振导通角。
进一步的，所述晶闸管VT1和VT2导通角在配电网正常运行时为最大容性导通角αcap，使晶闸管控制的电抗器上流过的电流小于电容C1上流过的电流，使TCLC结构呈现容性；同时，三相并网型变流器都投入运行，且并网型变流器工作在无功补偿模式；
所述配电网正常运行为检测到的相电压小于电网正常运行时相电压的
Figure BDA0003187417610000031
倍。
进一步的，所述配电网正常运行时，并网型变流器补偿的无功功率和对地电容产生的无功功率流向负载。
进一步的，所述晶闸管VT1和VT2导通角在配电发生单相接地故障时为最大感性导通角αind，使晶闸管控制的电抗器上流过的电流大于电容C1上流过的电流，使TCLC结构呈现感性；
所述配电发生单相接地故障为检测到的相电压超过电网正常运行时相电压的
Figure BDA0003187417610000032
倍。
进一步的，所述配电发生单相接地故障时，并网型变流器补偿的有功功率流向线路对地电阻，无功功率从对地电容流向并网型变流器。
进一步的，所述无源部分为MCR结构；所述MCR结构由铁芯柱、电容C2、晶闸管VT3和VT4组成，铁芯柱由上下两个半芯柱组成，且上下两个半芯柱上对称地绕有绕组；半芯柱的上、下绕组均有一个抽头，在其中一个上下半芯柱的首末端间接有晶闸管VT3，另一个上下半芯柱的首末端间接有晶闸管VT4；电容C2与铁芯柱、晶闸管VT3和VT4组成的整体并联；MCR结构一端通过变压器接入电网，另一端接在有源变流部分。
本发明的有益效果是：将晶闸管控制的LC滤波器(Thyristor controlled LCfilter，TCLC)代替滤波电感，通过控制晶闸管导通角使TCLC呈现容性或感性，进而承担大部分的无功功率。相对于现有技术中的拓扑结构，本发明可以实现降低有源部分电压的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是中性点无源消弧方法示意图；
图2是中性点有源消弧方法示意图；
图3是非中性点有源消弧方法示意图；
图4是本发明实施例提供的具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器示意图；
图5是TCLC结构的基频等效电抗图；
图6是MF-GCI在无功补偿期间的功率流图；
图7是无功补偿期间的相量图(以A相为例)；
图8是MF-GCI在柔性消弧期间的功率流图；
图9是消弧期间的相量图(以A相为例)；
图10是实施例仿真中电网电压和电网电流波形图；
图11是故障相电压波形图；
图12是接地故障电流波形图；
图13TCLC部分承受的电压及补偿电流波形及局部放大图；
图14变流器输出电压波形图；
图15是将TCLC结构替换为MCR模块的具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图4所示为本发明实施例提供的具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器示意图，采用三单相结构，三相对称分布，各相可独立运行。该电路拓扑包括并网型变流器(Multi-Function Grid connected Inverter，MF-GCI)、变压器T，从MF-GCI注入到电网的电流为
Figure BDA0003187417610000051
电网侧电压为
Figure BDA0003187417610000052
电网电压为
Figure BDA0003187417610000053
Figure BDA0003187417610000054
电网电流为
Figure BDA0003187417610000055
线路对地电阻为ra、rb、rc，线路对地电容为Coa、Cob、Coc，接地故障过渡电阻为Rf，
Figure BDA0003187417610000056
为电网中性点电压；
Figure BDA0003187417610000057
为故障相电压；
Figure BDA0003187417610000058
为故障电流；MF-GCI一端通过变压器T接入电网，另一端接地；线路对地电阻和线路对地电容并联在电网上，故障相通过接地故障电阻连接至地。
MF-GCI包括有源变流部分、无源部分，有源变流部分和无源部分串联；其中，有源变流部分输出电压为
Figure BDA0003187417610000059
由脉宽调制(pulse width modulation inverter，PWM)变流器和直流侧储能电容Cdc组成，直流侧储能电容Cdc连接在PWM变流器直流侧。PWM变流器由4个全控型器件绝缘栅双极型晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4和4个续流二极管构成，IGBT与续流二极管采用反并联连接方式，直流侧储能电容Cdc正极与IGBT1的集电极相连，直流侧储能电容Cdc负极IGBT3的节点发射极相连。有源变流部分一端通过IGBT2的发射极和IGBT4的集电极的节点串联至无源部分，另一端通过IGBT1的发射极和IGBT3的集电极的节点接地。
无源部分为TCLC结构，由晶闸管控制的电抗器(Thyristor controlled reactor，TCR)、电容C1和滤波电感L2组成，TCR由晶闸管VT1、VT2和电感L1构成，晶闸管VT1和VT2反向并联，电感L1与晶闸管VT1和VT2构成的整体串联，电容C1与TCR并联，滤波电感L2一端串联在TCR和电容C1的节点上，另一端串联在有源变流部分；无源部分另一端TCR和电容C1的节点通过变压器T接入电网。
在现有的消弧技术中，无源部分使用的是滤波电感，其只能呈现感性并且电抗不能发生变化。TCLC结构通过对触发脉冲的控制改变晶闸管的导通角，进而改变流过电感L1的电流大小，最终使TCLC结构呈现感性或容性，进而改变等效电抗。除TCLC结构之外，还可以使用如图15所示的磁阀式可控电抗器(magnetic control reactor，MCR)结构代替TCLC结构作为无源部分，MCR结构由铁芯柱、电容C2、晶闸管VT3和VT4组成，铁芯柱由上下两个半芯柱组成，且上下两个半芯柱上对称地绕有绕组；半芯柱的上、下绕组均有一个抽头，在其中一个上下半芯柱的首末端间接有晶闸管VT3，另一个上下半芯柱的首末端间接有晶闸管VT4；电容C2与铁芯柱、晶闸管VT3和VT4组成的整体并联。MCR结构一端通过变压器接入电网，另一端接在有源变流部分，调整晶闸管VT3和VT4的触发角，可改变电流大小，进而改变铁芯饱和度，平滑地调节MCR的电抗。在无功补偿模式时，控制触发角使MCR呈现容性，在消弧模式时，控制触发角使MCR呈现感性。
MF-GCI中的有源变流部分主要用于补偿有功功率以及系统或TCLC结构产生的谐波分量，完善TCLC结构的性能；TCLC结构用于补偿系统所需的无功功率，降低有源变流器的容量。
TCLC结构的基频电抗为：
Figure BDA0003187417610000061
其中：α为晶闸管VT1和VT2间的导通角，
Figure BDA0003187417610000062
为电感L1的电抗，
Figure BDA0003187417610000063
为电容C1的电抗，
Figure BDA0003187417610000064
为电感L2的电抗。
由公式(1)得到TCLC结构的基频等效电抗如图5所示，其中，αh为晶闸管的谐振导通角，在该导通角下TCLC结构的电抗趋向于无穷大，此时将发生谐振。晶闸管的导通角α范围为[π/2,π]，当α的范围在[π/2,αh)时，TCLC结构呈现感性，当α的范围在(αh，π]时，TCLC结构呈现容性。
实时测量三相电压并判断电网是否发生单相接地故障，若检测到的相电压小于电网正常运行时相电压的
Figure BDA0003187417610000065
倍，则判定为配电网正常运行时，此时三相MF-GCI都投入运行，且MF-GCI工作在无功补偿模式，MF-GCI工作在无功补偿模式时的功率流图如图6所示，此时控制晶闸管VT1和VT2间的导通角为最大容性导通角αcap使TCLC结构呈现容性。此时MF-GCI补偿的无功功率和对地电容产生的无功功率流向负载。
此时TCLC结构补偿的无功功率为：
QTCLC＝(Ica 2+Icb 2+Icc 2)Xcap(max) (2)
其中，Ica、Icb、Icc为从MF-GCI注入到电网的电流，在无功补偿模式下分别等于三相负载所需补偿的无功电流大小；Xcap(max)为最大容性导通角αcap对应的最大容抗。
线路对地电容补偿的无功功率为：
QC0＝Ea 2ω(C0a+C0b+C0c) (3)
其中，Ea为a相电网电压；Coa、Cob、Coc为线路对地电容；ω为基波角频率；
有源变流部分补偿的无功功率为：
Qinv＝QL-QC0-QTCLC (4)
其中，QL为负载消耗的无功功率。
通过改变晶闸管触发信号控制晶闸管的导通角α，进而让TCR上流过的电流小于电容C1上流过的电流，使TCLC结构的电抗位于容性区域，此时TCLC结构呈现容性，因此可以等效为一个大电容，TCLC结构输出很大一部分的容性无功功率，降低有源变流器无功补偿的负担，有功功率则大部分由电网直接提供给负荷。进而降低变流器的输出电压，达到降低有源部分容量的效果。
如图7所示为无功补偿期间的向量图，现以A相为例进行说明：TCLC结构需呈容性，此时控制晶闸管导通角为最大容性导通角，使TCLC结构能承受一个较大的且滞后
Figure BDA0003187417610000071
补偿电流90°的电压
Figure BDA0003187417610000072
A相MF-GCI的电压关系为：
Figure BDA0003187417610000073
其中，
Figure BDA0003187417610000074
为A相变流器输出电压；
Figure BDA0003187417610000075
为A相相电压；
Figure BDA0003187417610000076
为TCLC结构承受的电压。
由式(5)可知，由于TCLC结构承受了一个较大的容性电压，从而降低A相变流器的输出电压，进而达到降低有源部分容量的效果。
若检测到的相电压超过电网正常运行时相电压的
Figure BDA0003187417610000077
倍时，则判定为配电网发生单相接地故障，此时，MF-GCI工作于柔性消弧模式，如图8所示为MF-GCI工作于柔性消弧模式时的功率流图，此时控制晶闸管VT1和VT2间的导通角为最大感性导通角αind使TCLC结构呈现感性，此时，MF-GCI补偿的有功功率流向线路对地电阻，无功功率从对地电容流向MF-GCI。此时线路对地电阻消耗的有功功率为：
Figure BDA0003187417610000078
对地电容产生的无功功率分别为：
QC0＝3Ea 2ω(C0b+C0c) (7)
其中，Ea为a相电网电压；rb为b相线路对地电阻；rc为c相线路对地电阻；Cob为b相线路对地电容；Coc为c相线路对地电容；
TCLC结构承担的无功功率为：
QTCLC＝(Icb 2+Icc 2)Xind(max) (8)
其中，Icb、Icc为从MF-GCI注入到电网的电流；Xind(max)为最大感性导通角αind对应的最大感抗；
有源变流部分需要承担的有功功率等于线路对地电阻消耗的有功功率，即：
Pinv＝PC0 (9)
有源变流部分需要承担的无功功率为：
Qinv＝QC0-QTCLC (10)
其中，QC0为对地电容产生的无功功率；QTCLC为TCLC结构承担的无功功率；
通过改变晶闸管触发信号控制晶闸管的导通角α，进而让TCR上流过的电流大于电容C1上流过的电流，使TCLC结构电抗位于感性区域，此时TCLC结构呈现感性，因此可以等效为一个大电感，承担感性无功功率，从而降低有源部分的容量。同时，MF-GCI通过有源部分控制注入消弧电流，以抑制故障相电压为零，从而实现消弧。
如图9所示为消弧期间的相量图(以A相为例)，发生单相(A相)接地故障期间，MF-GCI的非故障相(B、C相)投入运行，MF-GCI通过有源部分控制注入消弧电流，以抑制故障相电压为零
Figure BDA0003187417610000081
从而实现消弧。
以MF-GCI的非故障B相投入运行为例，B相MF-GCI的电压关系为：
Figure BDA0003187417610000082
其中，
Figure BDA0003187417610000083
为B相相电压；
Figure BDA0003187417610000084
为TCLC结构承受的电压。
由式(11)可知，B相MF-GCI注入的消弧电流
Figure BDA0003187417610000085
滞后B相电压90°，在此期间，通过控制晶闸管触发信号从而控制导通角，使TCLC结构呈感性，使其上能承受一个较大的且超前
Figure BDA0003187417610000086
补偿电流90°的电压
Figure BDA0003187417610000087
从而降低B相变流器的输出电压
Figure BDA0003187417610000088
达到降低有源部分容量的效果。TCLC结构可以承担消弧期间所需要的大部分感性无功功率，从而降低了有源变流器的容量，有功功率则由有源部分流向线路对地电阻。
为了验证本发明的有效性和可行性，在MATLAB/Simulink仿真平台中搭建了仿真模型进行仿真分析，仿真参数如表1所示。
表1主要仿真参数
参数 数值
配电网线电压 10kV
频率 50Hz
线路对地电容 7μF
接地故障过渡电阻R<sub>f</sub> 1000Ω
TCLC电感L<sub>1</sub> 20mH
TCLC电容C<sub>1</sub> 0.2mF
滤波电感L<sub>2</sub> 50mH
变压器T变比 1:2
负载电抗 110Ω
负载功率因数 0.7
如图10所示为仿真中电网电压和电网电流波形图，MF-GCI在0-0.2s不动作，0.2-0.6s期间进行无功补偿，MF-GCI动作注入三相补偿电流，0.6s时发生A相接地故障，MF-GCI的非故障相(B、C两相)动作注入消弧电流。在0.2-0.4s期间，MF-GCI工作于无功补偿模式。从图10可以看出，在此期间电网电压与电流同相，表明MF-GCI具有良好的无功补偿效果。
在0.6s时发生单相接地故障，此时，立即采用非故障相注入消弧电流。如图11为故障相电压波形，图12所示为接地故障电流波形，从图11和图12可以看出，注入消弧电流后，接地故障电压得到有效抑制，接近为零，接地故障电流也因此而得到有效抑制，表明MF-GCI能有效补偿接地故障电流，实现故障消弧。
无功补偿期间，改变晶闸管触发信号从而控制导通角α使TCLC部分的等效电抗呈容性。此时无源部分能够承受近2300V的容性电压，使得变流器输出电压只有2700V左右，从而很好的减少了变流器所需的直流侧电压。
消弧期间，控制导通角α使TCLC部分的等效电抗呈感性，此时无源部分能够承受近3000V的感性电压，变流器输出电压约为2800V。即使在接地故障期间，非故障相电压上升到
Figure BDA0003187417610000101
倍的大小，由于无源部分能够承受一个大的感性电压，变流器的输出电压能够依然维持在较低的水平，变流器的直流侧仍可采用较低的电压等级。TCLC结构承受的电压及补偿电流波形如图13所示，从图中可以看出，在0.2～0.6s时，TCLC电容电压滞后注入电流90°，说明控制导通角使TCLC结构的等效电抗呈容性，TCLC结构工作在容性微调模式，此时TCLC结构可以等效为一个电容。在0.6～0.8s时，TCLC电容电压超前注入电流90°，说明控制导通角使TCLC结构的等效电抗呈感性，TCLC工作在感性微调模式，此时TCLC可以等效为一个电感。
变流器输出电压波形如图14所示，从图中可以看出，在无功补偿期间和消弧期间，变流器的输出电压都维持在了较低水平，变流器的直流侧仍可采用较低的电压等级。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，该电路拓扑包括电网、变压器、并网型变流器；
所述并网型变流器一端通过所述变压器接入所述电网，另一端接地；
还包括线路对地电阻；
所述线路对地电阻并联在所述电网上；
还包括线路对地电容；
所述线路对地电容并联在所述电网上；
还包括接地故障过渡电阻；
所述接地故障过渡电阻并联在所述电网上；
所述并网型变流器包括有源变流部分和无源部分；
所述无源部分为TCLC结构，由晶闸管控制的电抗器、电容C1和滤波电感L2组成；所述电容C1与所述晶闸管控制的电抗器并联，所述滤波电感L2一端串联在所述晶闸管控制的电抗器和电容C1的节点上，另一端串联在有源变流部分；
所述晶闸管控制的电抗器由晶闸管VT1、VT2和电感L1构成，所述晶闸管VT1和VT2反向并联，所述电感L1与所述晶闸管VT1和VT2构成的整体串联；
所述无源部分一端通过滤波电感L2一端连接至有源变流部分，所述无源部分另一端由晶闸管控制的电抗器和电容C1的节点通过变压器接入电网。
2.根据权利要求1所述的一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，所述有源变流部分由脉宽调制变流器和直流侧储能电容Cdc组成，直流侧储能电容Cdc连接在脉宽调制变流器直流侧；
所述脉宽调制变流器由4个全控型器件绝缘栅双极型晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4和4个续流二极管构成，所述IGBT与所述续流二极管采用反并联连接方式，直流侧储能电容Cdc正极与IGBT1的集电极相连，直流侧储能电容Cdc负极IGBT3的节点发射极相连。
3.根据权利要求2所述的一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，所述有源变流部分一端通过IGBT2的发射极和IGBT4的集电极的节点串联至无源部分，另一端通过IGBT1的发射极和IGBT3的集电极的节点接地。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，所述晶闸管VT1、VT2的导通角通过控制晶闸管触发信号改变；所述VT1、VT2的导通角范围为[π/2,π]；当导通角的范围在[π/2,αh)时，TCLC结构呈现感性；当导通角的范围在(αh，π]时，TCLC结构呈现容性，其中，αh为晶闸管的谐振导通角。
5.根据权利要求4所述的一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，所述晶闸管VT1和VT2导通角在配电网正常运行时为最大容性导通角αcap，使晶闸管控制的电抗器上流过的电流小于电容C1上流过的电流，使TCLC结构呈现容性；同时，三相并网型变流器都投入运行，且并网型变流器工作在无功补偿模式；
所述配电网正常运行为检测到的相电压小于电网正常运行时相电压的
Figure FDA0003187417600000021
倍。
6.根据权利要求5所述的一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，所述配电网正常运行时，并网型变流器补偿的无功功率和对地电容产生的无功功率流向负载。
7.根据权利要求4所述的一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，所述晶闸管VT1和VT2导通角在配电发生单相接地故障时为最大感性导通角αind，使晶闸管控制的电抗器上流过的电流大于电容C1上流过的电流，使TCLC结构呈现感性；
所述配电发生单相接地故障为检测到的相电压超过电网正常运行时相电压的
Figure FDA0003187417600000022
倍。
8.根据权利要求7所述的一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，所述配电发生单相接地故障时，并网型变流器补偿的有功功率流向线路对地电阻，无功功率从对地电容流向并网型变流器。
9.根据权利要求1所述的一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器，其特征在于，所述无源部分为MCR结构；所述MCR结构由铁芯柱、电容C2、晶闸管VT3和VT4组成，铁芯柱由上下两个半芯柱组成，且上下两个半芯柱上对称地绕有绕组；半芯柱的上、下绕组均有一个抽头，在其中一个上下半芯柱的首末端间接有晶闸管VT3，另一个上下半芯柱的首末端间接有晶闸管VT4；电容C2与铁芯柱、晶闸管VT3和VT4组成的整体并联；MCR结构一端通过变压器接入电网，另一端接在有源变流部分。
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