一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器及其順序啟動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性交流輸配電技術(shù)，具體涉及一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器及其順序啟動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電能質(zhì)量控制技術(shù)的研究具有極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，是目前電力研究領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)。隨著對(duì)電能質(zhì)量敏感的各種復(fù)雜設(shè)備的普及，如高性能辦公設(shè)備、精密實(shí)驗(yàn)儀器、可編程邏輯控制器以及各種自動(dòng)生產(chǎn)線等，人們對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高。
[0003]1996年，日本學(xué)者Akagi在分析“有源電力濾波器新趨勢(shì)”一文中，首次提出了統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的概念。統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器作為功能強(qiáng)大的電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償裝置，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。目前并沒(méi)有一個(gè)完整的順序啟動(dòng)流程介紹如何啟動(dòng)統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器，使得在啟動(dòng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生危及變流器電氣設(shè)備安全、對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生較大干擾的嚴(yán)重的過(guò)電壓和過(guò)電流現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器及其順序啟動(dòng)方法，使得統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器啟動(dòng)過(guò)程中電壓電流沖擊較小，啟動(dòng)過(guò)程更平穩(wěn)且易于實(shí)現(xiàn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器，所述控制器包括串聯(lián)側(cè)單元和并聯(lián)側(cè)單元;所述串聯(lián)側(cè)單元和并聯(lián)側(cè)單元通過(guò)直流公共母線連接，所述串聯(lián)側(cè)單元通過(guò)交流公共母線連接電力系統(tǒng)，所述并聯(lián)側(cè)單元連接敏感負(fù)荷。
[0007]所述串聯(lián)側(cè)單元包括串聯(lián)側(cè)變流器Cse、串聯(lián)側(cè)變壓器Tse、進(jìn)線斷路器QFsel、出線斷路器QFse2和旁路斷路器QFse3。
[0008]所述進(jìn)線斷路器QFsel—端通過(guò)公共連接點(diǎn)A連接公共母線，其另一側(cè)連接串聯(lián)側(cè)變壓器Tse的原邊繞組，所述串聯(lián)側(cè)變壓器Tse的原邊繞組同時(shí)通過(guò)出線斷路器QFse2連接公共連接點(diǎn)B;
[0009]所述旁路斷路器QFse3—端連接公共連接點(diǎn)A，其另一端連接公共連接點(diǎn)B;
[0010]所述串聯(lián)側(cè)變流器Cse的交流側(cè)連接串聯(lián)側(cè)變壓器Tse的副邊繞組，其直流側(cè)通過(guò)直流公共母線連接并聯(lián)側(cè)變流器Csh的直流側(cè)。
[0011]所述串聯(lián)側(cè)變流器Cs4俞出幅值相同和相位可控的電壓，經(jīng)串聯(lián)側(cè)變壓器Tse接入電力系統(tǒng)，其等效為可控電壓源，用于對(duì)電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，維持電力系統(tǒng)電壓衡定。
[0012]所述并聯(lián)側(cè)單元包括并聯(lián)側(cè)變流器Csh、并聯(lián)側(cè)變壓器Tsh、軟啟動(dòng)限流電阻Rqd、軟啟動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)Kqd和出線斷路器QFshl。
[0013]所述軟啟動(dòng)限流電阻Rqd與軟啟動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)Kqd并聯(lián)，形成Rqd//Kqd支路；
[0014]所述出線斷路器QFshl—端連接公共連接點(diǎn)B，另一端連接并聯(lián)側(cè)變壓器Tsh的原邊繞組，所述并聯(lián)側(cè)變壓器Tsh的副邊繞組連接Rqd//Kqd支路的一端，所述Rqd//Kqd支路的另一端連接并聯(lián)側(cè)變流器Csh。
[0015]所述并聯(lián)側(cè)變流器Csh輸出相位及幅值可控的電壓，經(jīng)并聯(lián)側(cè)變壓器Tsh升壓后向電力系統(tǒng)注入可控電流，其等效為可控電流源，用于對(duì)敏感負(fù)荷無(wú)功功率及諧波進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)維持直流公共母線電壓衡定。
[0016]所述并聯(lián)側(cè)變流器Csh的交流側(cè)和串聯(lián)側(cè)變流器Cse的交流側(cè)之間通過(guò)電抗器并聯(lián)。
[0017]本發(fā)明提供一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的順序啟動(dòng)方法，所述啟動(dòng)方法包括以下步驟:
[0018]步驟1:投入并聯(lián)側(cè)單元；
[0019]步驟2:投入串聯(lián)側(cè)單元。
[0020]所述步驟1包括以下步驟:
[0021 ] 步驟1-1:閉合出線斷路器QFshl，通過(guò)并聯(lián)側(cè)變壓器Tsh和軟啟動(dòng)限流電阻Rqd給直流電容充電，使并聯(lián)側(cè)變流器Csh處于充電狀態(tài)；當(dāng)直流電容處于穩(wěn)態(tài)，閉合軟啟動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)Kqd，使其將軟啟動(dòng)限流電阻Rqd旁路；
[0022]步驟1-2:當(dāng)直流電容電壓不再上升時(shí)，解鎖并聯(lián)側(cè)變流器Csh脈沖，繼續(xù)對(duì)直流電容充電，使直流電容的電壓上升至額定值；
[0023]步驟1-3:當(dāng)直流電容的電壓達(dá)到額定值時(shí)，解鎖并聯(lián)側(cè)無(wú)功電流指令，使并聯(lián)側(cè)變流器Csh運(yùn)行于維持直流電容電壓及無(wú)功補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)并聯(lián)側(cè)變流器Csh向敏感負(fù)荷提供補(bǔ)償電流。
[0024]所述步驟2包括以下步驟:
[0025]步驟2-1:觸發(fā)串聯(lián)側(cè)變流器Cse脈沖，使串聯(lián)側(cè)變流器Cse的下橋臂IGBT開(kāi)通、上橋臂IGBT關(guān)斷，使串聯(lián)側(cè)變流器Cse運(yùn)行于零電壓輸出狀態(tài)；
[0026]步驟2-2:閉合進(jìn)線斷路器QFsel及出線斷路器QFse2，串聯(lián)側(cè)變壓器Tse的電壓和電流均穩(wěn)定后，分開(kāi)旁路斷路器QFse3，使提供給敏感負(fù)荷的電流由旁路斷路器QFse3所在支路轉(zhuǎn)移至公共連接點(diǎn)A與公共連接點(diǎn)B之間的支路，即轉(zhuǎn)移至進(jìn)線斷路器QFsel及出線斷路器QFse2所在支路；
[0027]步驟2-3:若電力系統(tǒng)側(cè)電壓波動(dòng)超過(guò)電壓波動(dòng)閾值，則串聯(lián)側(cè)變流器Cse自動(dòng)輸出電壓給電力系統(tǒng)，否則串聯(lián)側(cè)變流器Cse保持零電壓輸出狀態(tài)。
[0028]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0029]1)串聯(lián)側(cè)變流器Cse及并聯(lián)側(cè)變流器Csh共同作用實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)和敏感負(fù)荷之間的電能質(zhì)量隔離；
[0030]2)并聯(lián)側(cè)單元投入階段的無(wú)功補(bǔ)償輸出使能步驟完成后可以在運(yùn)行中根據(jù)需要靈活投退，直至統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器退出；
[0031]3)串聯(lián)側(cè)單元投入階段的電壓補(bǔ)償輸出使能步驟完成后可以在運(yùn)行中根據(jù)需要靈活投退，直至統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器退出；
[0032]4)先投入并聯(lián)側(cè)單元后投入串聯(lián)側(cè)單元，減小了統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器啟動(dòng)過(guò)程中的電氣應(yīng)力，減弱了統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器啟動(dòng)對(duì)系統(tǒng)接入點(diǎn)的影響，保證了統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器平滑投入。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0035]本發(fā)明提供一種統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器，如圖1，所述控制器包括串聯(lián)側(cè)單元和并聯(lián)側(cè)單元;所述串聯(lián)側(cè)單元和并聯(lián)側(cè)單元通過(guò)直流公共母線連接，所述串聯(lián)側(cè)單元通過(guò)交流公共母線連接電力系統(tǒng)，所述并聯(lián)側(cè)單元連接敏感負(fù)荷。
[0036]所述串聯(lián)側(cè)單元包括串聯(lián)側(cè)變流器Cse、串聯(lián)側(cè)變壓器Tse、進(jìn)線斷路器QFsel、出線斷路器QFse2和旁路斷路器QFse3。
[0037]所述進(jìn)線斷路器QFsel—端通過(guò)公共連接點(diǎn)A連接公共母線，其另一側(cè)連接串聯(lián)側(cè)變壓器Tse的原邊繞組，所述串聯(lián)側(cè)變壓器Tse的原邊繞組同時(shí)通過(guò)出線斷路器QFse2連接公共連接點(diǎn)B;
[0038]所述旁路斷路器QFse3—端連接公共連接點(diǎn)A，其另一端連接公共連接點(diǎn)B;
[0039]所述串聯(lián)側(cè)變流器Cse的交流側(cè)連接串聯(lián)側(cè)變壓器Tse的副邊繞組，其直流側(cè)通過(guò)直流公共母線連接并聯(lián)側(cè)變流器Csh的直流側(cè)。
[0040]所述串聯(lián)側(cè)變流器Cs4俞出幅值相同和相位可控的電壓，經(jīng)串聯(lián)側(cè)變壓器Tse接入電力系統(tǒng)，其等效為可控電壓源，用于對(duì)電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，維持電力系統(tǒng)電壓衡定。
[0041]所述并聯(lián)側(cè)單元包括并聯(lián)側(cè)變流器Csh、并聯(lián)側(cè)變壓器Tsh、軟啟動(dòng)限流電阻Rqd、軟啟動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)Kqd和出線斷路器QFshl。
[0042]所述軟啟動(dòng)限流電阻Rqd與軟啟動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)Kqd并聯(lián)，形成Rqd//Kqd支路；