[发明专利]一种统一电能质量控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统电能质量控制技术领域，特别是涉及一种统一电能质量控制器。

背景技术

统一电能质量控制器（Unified Power Quality Conditioner,UPQC）是一类能综合解决电压电流电能质量问题的电能质量控制器。UPQC包括并联单元和串联单元。其中，串联单元用于解决电压问题，具备DVR、DUPS功能；并联单元用于解决电流问题，具备D-STATCOM、APF功能。目前国内已有研制小容量实验样机的报道，但实际的工程应用，特别是在中高压、大容量供电领域的应用仍存在一定距离。

模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）技术的出现和发展为基于IGBT等全控开关器件的电力电子装置在中高压、大功率场合的应用提供了基础。该技术在柔性直流输电领域的应用展示了该技术的优势：它与开关管串联技术相比，更易实现在更高电压等级和功率要求场合的应用；模块化设计可以方便地提高装置冗余度，增加了装置的运行可靠性；模块化的设计也利于标准化的规模化生产，以便降低生产成本；多电平技术可以减小输出电压的谐波含量以及开关器件的开关频率，进而减少了开关损耗。同样的，MMC技术也适用用UPQC装置，为UPQC在中高压、大容量的场合应用提供了可能。

传统的MMC-UPQC的串并联单元均采用单变换器结构，两变换器在公共直流侧相连。电压暂降补偿能力是UPQC的一个重要指标，出于提高装置电压暂降补偿能力的考虑，公共直流侧电压取得很高（远大于并联单元直挂所要求的电压）。串、并联单元共用直流侧，两部分的子模块数目相等，由于并联单元只输出馈线电压，所以并联单元的子模块数目远大于并联工作所需的子模块数，即并联单元存在较多子模块一直冗余的情况，会造成装置成本的浪费问题。

发明内容

基于此，本发明提供一种统一电能质量控制器，能有效解决子模块冗余问题，其电压暂降补偿能力和工作稳定性都较高。

一种统一电能质量控制器，包括串联单元和并联单元；所述串联单元包括两个串联变换器和三个变压器，所述并联单元包括一个并联变换器；

两个所述串联变换器交流侧的三个单相输出端分别连接至三个所述变压器的端子，其中两个所述串联变换器的同相输出端接同一变压器，所得的电压通过三个所述变压器耦合后串联接入至三相馈线的每一条单相馈线上，两个所述串联变换器的直流侧都分别连接至所述并联变换器的直流侧，所述并联变换器交流侧的三个单相输出端分别连接至所述三相馈线上的每一条单相馈线上。

上述统一电能质量控制器，其串联单元采用了双变换器串联结构，故串联单元输出则达到两倍馈线电压，提高了电压暂降补偿能力；并联单元的并联变换器采用单变换器结构，串、并联单元变换器通过公共直流侧连接。直流侧电压可按并联单元直挂的要求选择，可在维持子模块总数不变的条件下提高电压暂降补偿能力，同时充分利用并联单元的所有子模块，使并联单元不存在子模块冗余的问题。由于公共直流侧电压按并联单元直挂选择，故并联单元不存在冗余的情况。

附图说明

图1为本发明统一电能质量控制器在一实施例中的结构示意图。

图2为图1中模块化多电平变换器在一实施例中的结构示意图。

图3为图2中子模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，是本发明统一电能质量控制器在一实施例中的结构示意图，包括串联单元11和并联单元；所述串联单元11包括两个串联变换器111和三个变压器（T_a、T_b、T_c），所述并联单元包括一个并联变换器121；