諧振式限流系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種諧振式限流系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)包括:三條相支路；每條相支路，包括變壓器、PWM整流模塊、級聯(lián)逆變模塊和三相帶MOV保護(hù)的TCR支路；電網(wǎng)與變壓器的初級相連接，PWM整流模塊與變壓器的次級相連接，用于對變壓器輸出電壓進(jìn)行整流；所述級聯(lián)逆變模塊的輸入端與PWM整流模塊的輸出端連接；LCL輸出濾波器連接在級聯(lián)逆變模塊的輸出端與非線性負(fù)載之間，輸出濾波器用于對級聯(lián)逆變模塊輸出的電壓進(jìn)行濾波，并將濾波后的電壓輸給非線性負(fù)載；三相帶MOV保護(hù)的TCR支路連接在LCL輸出濾波器的逆變器出口側(cè)濾波電感和濾波電容之間。通過本實(shí)用新型專利技術(shù)提供的諧振式限流系統(tǒng)，能夠提供多功能的限流器，穩(wěn)定負(fù)荷電壓，限制故障電流，故障期間諧波電流治理，提高電網(wǎng)安全性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電力電子
，尤其涉及一種諧振式限流系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
電能是廣泛應(yīng)用于工業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N基礎(chǔ)能源。近年來，隨著我國工業(yè)化的迅速發(fā)展，變速傳動和電力電子設(shè)備在工業(yè)中大量增加的使用，以及電力系統(tǒng)大量增加使用電力電容器，使得電能質(zhì)量和諧波問題越來越受到關(guān)注。非線性、沖擊性等負(fù)荷不僅引起了電壓波動、無功功率增加和三相不平衡等危害，還給電網(wǎng)中注入大量的諧波，這給電網(wǎng)帶來額外負(fù)擔(dān)同時(shí)，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)供電質(zhì)量。一方面由于無功補(bǔ)償調(diào)節(jié)不力而使得電網(wǎng)電壓偏高或偏低，導(dǎo)致電壓幅值達(dá)不到電能質(zhì)量要求。另一方面電力電子裝置等負(fù)荷的非線性使得電網(wǎng)電壓、電流產(chǎn)生畸變，諧波在電網(wǎng)中的含量不斷上升，造成了對電力系統(tǒng)安全以及穩(wěn)定的潛在危害，很大的影響到周邊的電氣環(huán)境，是電網(wǎng)的一大公害。電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是保證可靠地持續(xù)供電、保證良好的電能質(zhì)量及保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。一方面，隨著工業(yè)生產(chǎn)中精密儀器的增多，及居民用戶對電能質(zhì)量要求的不斷提高，各類電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)中逐漸增多，例如:動態(tài)電壓補(bǔ)償器、有源電力濾波器、電力電子變壓器等。另一方面，電力需求的日益增加，使得電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，造成系統(tǒng)短路容量不斷增大，系統(tǒng)短路電流水平不斷提高，嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)中的各類設(shè)備。電力電子型限流器由于動作速度快、允許多次動作等特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用。然而，專門在系統(tǒng)中安裝限流器或增加單獨(dú)的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置勢必增加額外的電網(wǎng)投資。開關(guān)高頻濾波器通常采用LC型及LCL型。但是LC型濾波器的濾波效果通常受電網(wǎng)阻抗參數(shù)影響較大；而1(^型濾波器拓?fù)潆m然較為復(fù)雜，濾波效果卻十分顯著。且同樣濾波效果下的兩種類型濾波器相比較，LCL濾波器的參數(shù)選擇設(shè)計(jì)數(shù)值小的多，因此對于減小設(shè)備體積，提尚設(shè)備效益更加有利。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本技術(shù)提供一種諧振式限流系統(tǒng)，能夠提供多功能的限流器，穩(wěn)定負(fù)荷電壓，限制故障電流，故障期間諧波電流治理，提高電網(wǎng)安全性，使得諧振式限流系統(tǒng)的應(yīng)用范圍廣泛，優(yōu)化電網(wǎng)寂靜投資成本。本技術(shù)提供一種諧振式限流系統(tǒng)，包括:三條相支路；其中，每條相支路，包括變壓器、脈沖寬度調(diào)制PWM整流模塊、級聯(lián)逆變模塊和三相帶金屬氧化物壓敏電阻MOV保護(hù)的晶閘管控制電抗器TCR支路；電網(wǎng)與所述變壓器的初級相連接，所述PWM整流模塊與所述變壓器的次級相連接，用于對所述變壓器輸出電壓進(jìn)行整流；所述級聯(lián)逆變模塊的輸入端與所述PWM整流模塊的輸出端連接；所述LCL輸出濾波器連接在所述級聯(lián)逆變模塊的輸出端與非線性負(fù)載之間，所述輸出濾波器用于對所述級聯(lián)逆變模塊輸出的電壓進(jìn)行濾波，并將濾波后的電壓輸給所述非線性負(fù)載；所述三相帶MOV保護(hù)的TCR支路連接在所述LCL輸出濾波器的逆濾波電感和濾波電容之間。 進(jìn)一步地，所述PWM整流模塊還包括濾波電感，所述濾波電感連接在所述PWM整流模塊和所述變壓器的次級之間。進(jìn)一步地，所述級聯(lián)逆變模塊還包括共用電容，所述共用電容連接在所述PWM整流模塊和所述級聯(lián)逆變模塊之間。進(jìn)一步地，在所述三相帶MOV保護(hù)的TCR支路中，所述MOV并聯(lián)在TCR支路兩端。由上述技術(shù)方案可知，通過本技術(shù)提供的諧振式限流系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)包括::三條相支路；其中，每條相支路，包括變壓器、脈沖寬度調(diào)制PWM整流模塊、級聯(lián)逆變模塊和三相帶金屬氧化物壓敏電阻MOV保護(hù)的晶閘管控制電抗器TCR支路；電網(wǎng)與所述變壓器的初級相連接，所述PWM整流模塊與所述變壓器的次級相連接，用于對所述變壓器輸出電壓進(jìn)行整流；所述級聯(lián)逆變模塊的輸入端與所述PWM整流模塊的輸出端連接；所述LCL輸出濾波器連接在所述級聯(lián)逆變模塊的輸出端與非線性負(fù)載之間，所述輸出濾波器用于對所述級聯(lián)逆變模塊輸出的電壓進(jìn)行濾波，并將濾波后的電壓輸給所述非線性負(fù)載；所述三相帶MOV保護(hù)的TCR支路連接在所述LCL輸出濾波器的逆濾波電感和濾波電容之間。通過本技術(shù)提供的諧振式限流系統(tǒng)，能夠提供多功能的限流器，穩(wěn)定負(fù)荷電壓，限制故障電流，提高電網(wǎng)安全性，使得諧振式限流系統(tǒng)的應(yīng)用范圍廣泛，優(yōu)化電網(wǎng)寂靜投資成本。【附圖說明】為了更清楚地說明本技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種諧振式限流系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種動態(tài)電壓補(bǔ)償及諧波電壓補(bǔ)償模式的流程示意圖；圖3為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種控制諧振式限流系統(tǒng)的方法的諧振態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種控制諧振式限流系統(tǒng)的方法的故障限流控制的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】為使本技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對本技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本技術(shù)的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他的實(shí)施例，都屬于本技術(shù)保護(hù)的范圍。圖1為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種諧振式限流系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，本實(shí)施例的諧振式限流系統(tǒng)如下所述。諧振式限流系統(tǒng)，包括:三條相支路，在三相電路中對應(yīng)為A相、B相、C相。同時(shí)在外接電路時(shí)有三條支路與這三相電連接。應(yīng)理解的是，每一條支路都包括變壓器、脈沖寬度調(diào)制(Pulse WidthModulat1n，簡稱PWM)整流模塊、級聯(lián)逆變模塊、輸出濾波器和三相帶金屬氧化物壓敏電阻(Metal Oxide Varistor，簡稱 MOV)保護(hù)的晶閘管控制電抗器(Thyristor ControllerReactor，簡稱 TCR)支路。應(yīng)理解的是，變壓器為Ta，變壓器為Tb，變壓器為Tc，三個(gè)變壓器組成變壓器模塊。其中，電網(wǎng)與變壓器的初級相連接，PWM整流模塊與變壓器的次級相連接，用于對變壓器輸出電壓進(jìn)行整流，變壓器將電網(wǎng)側(cè)的高壓降低為低壓，輸送到PWM整流模塊。應(yīng)理解的是，級聯(lián)逆變模塊的輸入端與所述PWM整流模塊的輸出端連接。應(yīng)理解的是，LCL輸出濾波器連接在所述級聯(lián)逆變模塊的輸出端與非線性負(fù)載之間，輸出濾波器用于對所述級聯(lián)逆變模塊輸出的電壓進(jìn)行濾波，并將濾波后的電壓輸給非線性負(fù)載。應(yīng)理解的是，三相帶MOV保護(hù)的TCR支路連接在所述LCL輸出濾波器的逆濾波電感和濾波電容之間。可以理解的是，三相帶MOV保護(hù)的TCR支路連接在輸出濾波器的逆變器側(cè)的濾波電感和逆變器側(cè)的濾波電容之間。應(yīng)理解的是，PWM整流模塊還包括濾波電感，濾波電感連接在所述PWM整流模塊和所述變壓器的次級之間。應(yīng)理解的是，級聯(lián)逆變模塊還包括共用電容，共用電容連接在所述P麗整流模塊和級聯(lián)逆變模塊之間。應(yīng)理解的是，三相帶MOV保護(hù)的TCR支路中，MOV并聯(lián)在TCR支路兩端，輸出濾波器為LCL輸出濾波器。應(yīng)理解的是，PWM整流模塊，經(jīng)過濾波電感濾波，整流后經(jīng)過與級聯(lián)逆變模塊并聯(lián)的電容穩(wěn)壓，實(shí)現(xiàn)對級聯(lián)逆變模塊的供能，級聯(lián)逆變模塊，每相級聯(lián)逆變模塊分別檢測各相電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種諧振式限流系統(tǒng)，其特征在于，包括：三條相支路；其中，每條相支路，包括變壓器、脈沖寬度調(diào)制PWM整流模塊、級聯(lián)逆變模塊和三相帶金屬氧化物壓敏電阻MOV保護(hù)的晶閘管控制電抗器TCR支路；電網(wǎng)與所述變壓器的初級相連接，所述PWM整流模塊與所述變壓器的次級相連接，用于對所述變壓器輸出電壓進(jìn)行整流；所述級聯(lián)逆變模塊的輸入端與所述PWM整流模塊的輸出端連接；所述LCL輸出濾波器連接在所述級聯(lián)逆變模塊的輸出端與非線性負(fù)載之間，所述輸出濾波器用于對所述級聯(lián)逆變模塊輸出的電壓進(jìn)行濾波，并將濾波后的電壓輸給所述非線性負(fù)載；所述三相帶MOV保護(hù)的TCR支路連接在所述LCL輸出濾波器的逆變器出口側(cè)濾波電感和濾波電容之間。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：涂春鳴，姜飛，帥智康，蘭征，肖凡，劉子維，楊健，郭祺，吳連貴，
申請(專利權(quán))人：湖南大學(xué)，
類型：新型
國別省市：湖南;43