[发明专利]一种电压源型调节装置及其控制方法

权利要求书

1.一种电压源型调节装置，其特征在于：包括断路器、至少两组补偿单元，以及与补偿单元数量一致的快速机械开关，所述快速机械开关与补偿单元一一对应并联连接，所有补偿单元串联连接后与断路器并联连接，断路器的一端与电源侧连接，另一端与负荷侧连接；其中，补偿单元包括储能单元、功率变换单元、滤波隔离单元、及固态开关单元，所述功率变换单元由功率半导体器件构成，用于将直流电变换为交流电，功率变换单元的直流端与储能单元连接，交流端与滤波隔离单元的原边连接；滤波隔离单元的副边与固态开关单元连接；所述固态开关单元包含有功率半导体器件。

2.如权利要求1所述的一种电压源型调节装置，其特征在于：所述功率变换单元由四组带反并联二极管的功率半导体器件构成，第一功率半导体器件与第二功率半导体器件同向串联构成第一桥臂，第三功率半导体器件与第四功率半导体器件同向串联构成第二桥臂，第一桥臂与第二桥臂同向并联；第一、三功率半导体器件的源极定义为直流正端，第二、四功率半导体器件的漏极定义为直流负端，第一桥臂中点与第二桥臂的中点定义为交流端。

3.如权利要求1所述的一种电压源型调节装置，其特征在于：所述固态开关单元包括第五、第六功率半导体器件和第一、第二二极管，其中，第五功率半导体器件与第一二极管反向并联；第六功率半导体器件与第二二极管反向并联；所述两个并联支路再反向串联连接。

4.如权利要求3所述的一种电压源型调节装置，其特征在于：所述固态开关单元中的功率半导体器件采用全控型功率半导体器件。

5.如权利要求1所述的一种电压源型调节装置，其特征在于：所述固态开关单元包括反向并联连接的两组半控型功率半导体器件。

6.如权利要求1所述的一种电压源型调节装置，其特征在于：所述滤波隔离单元包括电阻、电容以及隔离变压器，电阻与电容构成阻容串联连接，隔离变压器的原边分别与功率变换单元的两个交流端连接，隔离变压器的副边与阻容串联连接并联连接，所述隔离变压器的副边还连接固态开关单元。

7.如权利要求1所述的一种电压源型调节装置，其特征在于：所述滤波隔离单元包括电阻、电容以及电感，电阻与电容构成阻容串联连接，电感一端与功率变换单元的一个交流端连接，另一端与阻容串联连接的其中一端相连接，阻容串联连接的另外一端与功率变换单元的另一个交流端连接，且阻容串联连接的两端还连接固态开关单元。

8.一种电压源型调节装置的控制方法，其特征在于：当检测到电源电压下降时，包含如下步骤：

步骤1，同时分断所有补偿单元中所述固态开关单元中的功率半导体器件；

步骤2，补偿单元中功率变换单元中的功率半导体器件开始工作；

步骤3，控制补偿单元中功率变换单元输出电压的幅值与相位，使负荷侧电压维持在正常范围；且使每个补偿单元输出交流电压的幅值相等、相位一致；

步骤4，当检测到电源电压恢复正常时，所有功率变换单元中的功率半导体器件停止工作，进入闭锁状态；同时开通所有固态开关单元中的功率半导体器件。

9.一种电压源型调节装置的控制方法，其特征在于：当检测到任意一个补偿单元发生故障时，包括如下步骤：

步骤1，关断发生故障的补偿单元中的所有功率半导体器件；

步骤2，闭合与发生故障的补偿单元并联的快速机械开关；

步骤3，设置发生故障的补偿单元为禁止投入运行：当检测到电源电压下降时，补偿单元不做任何操作。

10.一种电压源型调节装置的控制方法，其特征在于：当装置所有补偿单元均发生故障或需要对设备进行检修时，包括如下步骤：

步骤1，关断所有补偿单元中的功率半导体器件；

步骤2，闭合所有快速机械开关；

步骤3，闭合断路器；

步骤4，分开所有快速机械开关；

步骤5，设置电压源型调节装置为禁止投入运行，检测到电源电压下降时，装置不做任何操作。