[发明专利]旋转电磁型统一潮流控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能质量控制装置，属于电机和电力电子技术领域。

背景技术

随着电力电子装置的应用日益广泛，电网中的谐波污染也日益严重。另外，许多电力电子装置的功率因数很低，也给电网带来额外负担并影响供电质量。因此消除谐波污染并提高功率因数，已成为电力电子技术中的一个重大课题。

用于补偿无功功率的典型装置有静止无功补偿器和静止无功发生器。用于补偿谐波的典型装置有电力有源滤波器。用于电力系统潮流控制的典型装置为统一潮流控制器，统一潮流控制器的主要结构如图1所示，它包括通过公共直流端相连接的两个电压源变流器，其中一个变流器通过耦合变压器与输电线路并联连接；另一个变流器通过一个交流变压器被串入输电线路中，两个变流器的直流电压由一个公共电容器提供。统一潮流控制器的基本思想是用一种统一的电力电子控制装置，仅仅通过控制规律的变化，就能对线路电压、阻抗、相位等电力系统基本参数同时控制，从而能分别或同时实现并联补偿、串联补偿、移相等几种不同的功能。

但是由于静止无功补偿器、静止无功发生器、电力有源滤波器以及统一潮流控制器的主工作电路都采用功率半导体器件，这一方面会提高装置的成本，另一方面也会降低装置的可靠性，而且装置的过载能力低，还会产生新的谐波干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转电磁型统一潮流控制装置，以克服现有技术的电能质量控制装置主工作电路因采用功率半导体器件，一方面提高了装置的成本，另一方面降低了装置的可靠性，而且装置的过载能力低，会产生新的谐波干扰的缺陷。它包括绕线型转子感应电机1、交流励磁电源2、交流斩波器3和变压器4，绕线型转子感应电机1的定子上有两套三相对称绕组，一套为并联绕组1-1，另一套为串联补偿绕组1-2，串联补偿绕组1-2的一端与交流斩波器3的输入侧相连，交流斩波器3的输出侧与变压器4的一次侧相连，绕线型转子感应电机1的转子绕组1-3通过滑环、电刷与交流励磁电源2的输出端相连。

本发明的旋转电磁型统一潮流控制装置工作时，并联绕组1-1与电网5(或通过变压器与电网5)相连，变压器4的二次侧串联在电网5中。交流励磁电源2的输入端与电网5(或通过变压器与电网5)相连。本发明潮流控制装置的主工作电路中采用了成本低、可靠性高的绕线型转子感应电机1，而不是功率半导体器件，一方面降低了装置的成本，另一方面提高了装置的可靠性，而且装置的过载能力强，不会产生新的谐波干扰。该潮流控制装置能够实现电力系统的潮流控制、无功功率补偿、有功功率补偿、线路电压补偿等功能，具有结构简单、控制方便、过载能力强、成本低、可靠性高等特点，在电力系统中具有良好的应用前景。

附图说明

图1是现有技术的统一潮流控制器的结构示意图，图2是本发明的结构示意图，图3是实施方式二的结构示意图，图4是实施方式四的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图2具体说明本实施方式。本实施方式由绕线型转子感应电机1、交流励磁电源2、交流斩波器3和变压器4组成，绕线型转子感应电机1的定子上有两套三相对称绕组，一套为并联绕组1-1，另一套为串联补偿绕组1-2，串联补偿绕组1-2的一端与交流斩波器3的输入侧相连，交流斩波器3的输出侧与变压器4的一次侧相连，绕线型转子感应电机1的转子绕组1-3通过滑环、电刷与交流励磁电源2的输出端相连。交流励磁电源由整流、滤波、逆变和变频单元组成，依次完成三相电流的整流、滤波、逆变。可以根据从电网5反馈来的信息和运行指令，控制交流励磁电源2和交流斩波器3的输出，使本发明的装置运行在不同的模式下。

本发明的装置运行在潮流控制模式时，一方面根据电网5的运行状态，控制交流励磁电源2输出直流励磁电流的大小，来调节绕线型转子感应电机1的并联绕组1-1输出的无功功率；另一方面，控制交流励磁电源2的输出瞬时频率，调整绕线型转子感应电机1的转子瞬时转速，进而调整绕线型转子感应电机1的串联补偿绕组1-2输出电压的相位；同时，控制交流斩波器3，来调整串联补偿绕组1-2输出电压的大小。

本发明的装置运行在无功功率补偿模式时，根据电网5的无功状态，控制交流励磁电源2输出电流直流分量的大小，来调节本发明装置输出的无功功率。