一種電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]自進入二十一世紀以來，我國經(jīng)濟呈現(xiàn)飛速的發(fā)展。一方面，在現(xiàn)代各行各業(yè)(如:工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、交通等)，對電力的需求和依賴變得越來越強烈，使得電力系統(tǒng)近年來得到了迅猛發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)模越來越大，我國大規(guī)模聯(lián)合供電系統(tǒng)逐步形成；另一方面，隨著“工業(yè)4.0”概念的提出，工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸悄芄S”、“智能生產(chǎn)”、“智能物流”，精密化是其一個重要特征，供電的安全性、優(yōu)質(zhì)性是必然趨勢。
[0003]但問題是，如何在保障電能質(zhì)量前提下，保證龐大的電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟的運行及提高用電效率已是目前所面臨的一個重大而迫切的問題。以下兩方面需要克服:1)無功功率的存在是電力系統(tǒng)建立以來最大的隱患，大量的無功功率在電力系統(tǒng)中流動，會產(chǎn)生大量的損耗，造成電壓跌落，影響電能質(zhì)量；2)大規(guī)模電力系統(tǒng)的形成，勢必使得系統(tǒng)短路電流的顯著增大。隨著瞬時無功功率理論的提出和電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，采用自換相的橋式變流器來調(diào)節(jié)無功功率的靜止無功發(fā)生器(Static Var Generator, SVG)得到了推廣。它可以實現(xiàn)從感性到容性范圍內(nèi)連續(xù)的無功調(diào)節(jié)，特別是在欠壓條件下仍可有效地發(fā)出無功功率。此外，各類型故障限流器(如:機械式限流器、固態(tài)限流器、超導(dǎo)限流器等)已逐步在電力系統(tǒng)推廣使用。然而，多種單一功能設(shè)備的投入，給電網(wǎng)可能帶來危害，且工程建設(shè)易造成浪費。因此，如何實現(xiàn)一種電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器來實現(xiàn)電網(wǎng)的質(zhì)量調(diào)節(jié)功能，已經(jīng)成為一項亟待解決的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)功能及無功補償能力，能夠限制故障電流、提高電網(wǎng)安全性、優(yōu)化電網(wǎng)投資成本的電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器，包括線路開關(guān)單元、三相橋式變流器、濾波電感單元和雙向開關(guān)單元，所述線路開關(guān)單元串聯(lián)接入電網(wǎng)，所述三相橋式變流器的交流輸出端通過濾波電感單元和線路開關(guān)單元的一端相連，且所述三相橋式變流器的交流輸出端通過雙向開關(guān)單元和線路開關(guān)單元的另一端相連。
[0007]優(yōu)選地，所述線路開關(guān)單元包括三個帶壓敏電阻保護的線路開關(guān)，所述線路開關(guān)分別串聯(lián)接入電網(wǎng)。
[0008]優(yōu)選地，所述雙向開關(guān)單元包括三個晶閘管，所述三相橋式變流器的交流輸出端的各相分別通過一個晶閘管和線路開關(guān)單元的另一端相連。
[0009]本實用新型的電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器具有下述優(yōu)點:本實用新型的電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器包括線路開關(guān)單元、三相橋式變流器、濾波電感單元和雙向開關(guān)單元，線路開關(guān)單元串聯(lián)接入電網(wǎng)，三相橋式變流器的交流輸出端通過濾波電感單元和線路開關(guān)單元的一端相連，且三相橋式變流器的交流輸出端通過雙向開關(guān)單元和線路開關(guān)單元的另一端相連，通過線路開關(guān)單元、三相橋式變流器、雙向開關(guān)單元能夠提供多種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)功能及無功補償能力，能夠限制故障電流、提高電網(wǎng)安全性、優(yōu)化電網(wǎng)投資成本。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型實施例的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本實用新型實施例的一種應(yīng)用場景的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本實用新型實施例的另一種應(yīng)用場景的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖例說明:1、線路開關(guān)單元；2、三相橋式變流器；3、濾波電感單元；4、雙向開關(guān)單
J L.ο
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實施例電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器包括線路開關(guān)單元1、三相橋式變流器2、濾波電感單元3和雙向開關(guān)單元4，線路開關(guān)單元1串聯(lián)接入電網(wǎng)，三相橋式變流器2的交流輸出端通過濾波電感單元3和線路開關(guān)單元1的一端相連，且三相橋式變流器2的交流輸出端通過雙向開關(guān)單元4和線路開關(guān)單元1的另一端相連。參見圖1，本實施例中線路開關(guān)單元1包括三個線路開關(guān)(Kla、Klb、Klc)，濾波電感單元3包括三個濾波電感(Lfa、Lfb、Lfc)，雙向開關(guān)單元4包括三個雙向開關(guān)(K2a、K2b、K2c)，三相橋式變流器2的交流輸出端也包括a、b、c三相，a相為例，線路開關(guān)Kla串聯(lián)接入電網(wǎng)的a相線路中，三相橋式變流器2的a相交流輸出端通過濾波電感Lfa和線路開關(guān)Kla的一端V '相連，且三相橋式變流器2的a相交流輸出端通過雙向開關(guān)K2a和線路開關(guān)Kla的另一端V相連。b相、c相均和a相類似，在此不再贅述。
[0015]本實施例中，線路開關(guān)單元1包括三個帶壓敏電阻的線路開關(guān)(Kla、Klb、Klc)，線路開關(guān)分別串聯(lián)接入電網(wǎng)。通過壓敏電阻來實現(xiàn)對三個線路開關(guān)Kla、Klb、Klc進行保護，使得線路開關(guān)單元1更加安全可靠。本實施例中，壓敏電阻具體為層疊金屬氧化物壓敏電阻(Metal Oxide Varistor，簡稱M0V)，此外也可以根據(jù)需要采用其他類型的壓敏電阻。
[0016]本實施例中，雙向開關(guān)單元4包括三個晶閘管(K2a、K2b、K2c)，三相橋式變流器2的交流輸出端的各相分別通過一個晶閘管和線路開關(guān)單元1的另一端相連，可以通過調(diào)節(jié)雙向開關(guān)單元4中晶閘管的導(dǎo)通角的大小來調(diào)整等效阻抗大小，實現(xiàn)所需要的故障限制故障電流大小，以保證電力系統(tǒng)繼電保護的正確動作。毫無疑問，除了晶閘管以外，雙向開關(guān)單元4也可以根據(jù)需要采用其他類型的開關(guān)元件。
[0017]參見圖2，當線路開關(guān)單元1閉合、雙向開關(guān)單元4斷開時，調(diào)節(jié)三相橋式變流器2中絕緣棚■雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)的通斷，即可調(diào)節(jié)三相橋式變流器2的交流輸出端輸出電壓的幅值和相位，即可使得本實施例電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器吸收或發(fā)出大小相等、相位相反的無功電流(Ira、1&、I。。)，使系統(tǒng)中的無功就地平衡，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在感性和容性條件下無功功率的連續(xù)快速調(diào)節(jié)。
[0018]參見圖3，以三相短路故障為例，當檢測到輸電線路/處發(fā)生三相短路故障后，立即封鎖三相橋式變流器2的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)的脈沖。待三相橋式變流器2退出運行后，導(dǎo)通雙向開關(guān)單元4 (K2a、K2b、K2c)，然后斷開線路開關(guān)單元1 (^^^^^(^，三相短路電流!:]:—^、Ifaultb、Ifauitc)換流到雙向開關(guān)單元4 (K2a、K2b、K2c)，將濾波電感單元3 (Lfa、Lfb、Lfc)串入線路，相當于在線路中串聯(lián)了一個等效阻抗，其值取決與濾波電抗的大小，可起到限制短路電流的作用。此外，可以通過調(diào)節(jié)雙向開關(guān)單元4中晶閘管的導(dǎo)通角的大小來調(diào)整等效阻抗大小，實現(xiàn)所需要的故障限制故障電流大小，以保證電力系統(tǒng)繼電保護的正確動作。
[0019]需要說明的是，上述圖2和圖3僅僅是本實用新型實施例的應(yīng)用場景示例，本實施例電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器并不依賴于上述圖2和圖3所示應(yīng)用場景示例的實現(xiàn)，而且通過調(diào)節(jié)本實施例電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器中線路開關(guān)單元1、三相橋式變流器2、雙向開關(guān)單元4的控制形式，其還存在其他多種可能的應(yīng)用場景，在此不再贅述。
[0020]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器，其特征在于:包括線路開關(guān)單元(1)、三相橋式變流器(2 )、濾波電感單元(3 )和雙向開關(guān)單元(4 )，所述線路開關(guān)單元(1)串聯(lián)接入電網(wǎng)，所述三相橋式變流器(2)的交流輸出端通過濾波電感單元(3)和線路開關(guān)單元(1)的一端相連，且所述三相橋式變流器(2)的交流輸出端通過雙向開關(guān)單元(4)和線路開關(guān)單元(1)的另一端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器，其特征在于:所述線路開關(guān)單元(1)包括三個帶壓敏電阻保護的線路開關(guān)，所述線路開關(guān)分別串聯(lián)接入電網(wǎng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器，其特征在于:所述雙向開關(guān)單元(4)包括三個晶閘管，所述三相橋式變流器(2)的交流輸出端的各相分別通過一個晶閘管和線路開關(guān)單元(1)的另一端相連。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電網(wǎng)多功能靜止無功發(fā)生器，包括線路開關(guān)單元、三相橋式變流器、濾波電感單元和雙向開關(guān)單元，線路開關(guān)單元串聯(lián)接入電網(wǎng)，三相橋式變流器的交流輸出端通過濾波電感單元和線路開關(guān)單元的一端相連，且三相橋式變流器的交流輸出端通過雙向開關(guān)單元和線路開關(guān)單元的另一端相連，線路開關(guān)單元包括三個帶金屬氧化物壓敏電阻MOV保護的線路開關(guān)，線路開關(guān)分別串聯(lián)接入電網(wǎng)，雙向開關(guān)單元包括三個晶閘管，三相橋式變流器的交流輸出端的各相分別通過一個晶閘管和線路開關(guān)單元的另一端相連。本實用新型能夠提供多種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)功能及無功補償能力，能夠限制故障電流、提高電網(wǎng)安全性、優(yōu)化電網(wǎng)投資成本。
【IPC分類】H02J3/00, H02H9/02, H02J3/18
【公開號】CN204992597
【申請?zhí)枴緾N201520562277
【發(fā)明人】熊龍珠, 胡亞軍, 向偉, 周巍, 李申煒, 李紅波, 秦月桃, 趙兵, 彭長巍, 尹博, 鄭麗輝, 龔立靜, 張 林, 李婷, 蔣意, 譚豪, 杜欣, 吳昊霖, 江恬, 金詩淇, 陳凌峰, 何文婕
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司張家界供電分公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年7月30日