[发明专利]基于交叉供电与光储双供能的复合型DVR拓扑结构

说明书

本发明公开了基于交叉供电与光储双供能的复合型DVR拓扑结构，以多绕组移相变压器、级联扩容的相单元模块、电容耦合与滤波电路以及双晶闸管反并联的静态开关为基本组成单元，适用于中高压应用场景。通过双母线交叉供电与光储单元双供电的模式，克服传统仅由不控整流桥提供直流电的弊端，二次电路电压更稳定，可大幅提高DVR的可靠性。通过配置光储单元，当电网完全断电，亦能够提供稳定的电压，在有光伏的变电站，则可以直接切换为光伏储电后完成DVR补偿电压跌落功能，更加经济可靠。

技术领域

本发明涉及高压动态电压恢复器变换拓扑领域，尤其涉及一种基于交叉供电与光储双供能的复合型DVR拓扑。

背景技术

随着半导体芯片、集成电路以及各种精密器件加工制造行业的兴起，对电力系统供电质量要求提出了较高要求。据统计，在各类型电能质量问题中，电压跌落已成为最严重的电能质量问题，尤其是对精密加工生产造成了非常大的影响，直接导致较大的经济损失。

动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)是目前公认的解决电压跌落问题最为有效的补偿装置。虽然经过了十多年的发展，国内外关于DVR的研究已取得长足的进步，低压DVR也有一些现场应用案例。然而，针对中高压应用场景的高可靠性DVR仍然存在许多需进一步研究的内容。

当DVR应用到中高压场景中时，多采用链式级联结构的拓扑设计。针对DVR的可靠性也提出了更高要求，如DVR需要稳定的能量来源，并且随着新能源和电池储能技术发电的发展，DVR的能量来源变得更为多样化。因此，提出一种适用于中高压应用场景的高可靠性复合型DVR结构变得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于公开了一种基于交叉供电与光储双供能的复合型DVR拓扑，该DVR适用于中高压应用场景，采取双母线交叉供电与光储单元双供电的模式。可解决传统DVR仅由不控整流桥提供直流电的弊端，并通过配置光伏发电与储能，为DVR提供多种能量来源。

本发明按以下技术方案实现：

基于交叉供电与光储双供能的复合型DVR拓扑结构，该复合型DVR包含以下基本组成部分：

相单元模块：DVR包含ABC三相，每相由数目相等的多个相单元模块级联而成；

输出耦合单元：DVR采用耦合电容C_fi(i＝a,b,c)串联接入补偿电路；

输出滤波单元：DVR输出侧由滤波电感L_fi(i＝a,b,c)和耦合电容C_fi(i＝a,b,c)共同组成滤波单元；

静态开关：每相均有一对反并联晶闸管构成静态开关KD_i(i＝a,b,c)，通过控制该静态开关来投切DVR装置；

移相变压器：由包含多个副边绕组的移相变压器将交流输入联接至每相单元模块的整流桥。

进一步，相单元模块包括整流桥、光储单元以及H桥功率单元三个基本组成部分。

进一步，相单元模块的H桥功率单元输出接口设为Mp、Mn，通过将不同单元模块的Mp与Mn依次相接实现级联；相单元模块的整流桥输入接口设为Aa、Ab、Ac，每个相单元模块的输入接口分别与移相变压器的副边二次侧绕组逐个联接。

进一步，该复合型DVR能量来源有两种基本方式：

(1)一种能量来源为双母线交叉供电方式，该种方式下DVR移相变压器的原边绕组由两条母线进行交叉供电，移相变压器的副边多个绕组联接整流器的输入端；

(2)一种能量来源为光储单元供电，该种方式下DVR中每相单元模块的直流侧通过光伏加储能电池的模式进行供电。