本實用新型涉及電氣工程領(lǐng)域，尤其涉及一種混合型大容量低成本UPQC電路結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，一方面，危害電能質(zhì)量的因素不斷增加，例如，以電力電子裝置為代表的非線性負荷的使用、各種大型用電設(shè)備的啟停等；另一方面，各種復雜的、精密的、對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及，如高性能辦公設(shè)備、精密實驗儀器、計算機、通訊及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、精密生產(chǎn)過程的自動控制設(shè)備等，人們對電能質(zhì)量及可靠性的要求越來越高。上述問題的矛盾愈來愈突出，這使得電能質(zhì)量問題對電網(wǎng)和配電系統(tǒng)造成的直接危害和可能對人類生活和生產(chǎn)造成的損失也越來越大，電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的總體效益。

工業(yè)現(xiàn)有已經(jīng)投入使用的電能質(zhì)量裝置已有很多，如電力無源濾波器LC、有源濾波器APF、DVR、UPS、SVG等。但現(xiàn)有裝置都是針對單一的電能質(zhì)量問題，電網(wǎng)/負荷中一般存在多種電能質(zhì)量問題，要同時解決綜合的電能質(zhì)量問題，必須同時裝配多種電能質(zhì)量治理裝置，多種電能質(zhì)量治理裝置協(xié)調(diào)配合之間易出現(xiàn)異常問題，導致治理效果差，或可能對電網(wǎng)造成更加嚴重的問題。

UPQC(統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器)作為一種綜合電能質(zhì)量治理裝置，其串聯(lián)側(cè)具備DVR功能、UPS功能、電壓諧波治理功能；其并聯(lián)側(cè)具備SVG無功補償功能呢、APF電流諧波抑制功能。UPQC其串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)可單獨運行實現(xiàn)各自的功能，也可聯(lián)合運行實現(xiàn)統(tǒng)一的綜合功能。

在部分電力負荷和電網(wǎng)中，功率因數(shù)偏低，無功電流偏大，補償無功電流，提高功率因數(shù)是解決電能質(zhì)量問題的一項重要指標。而因為IGBT器件的制作水平導致APF、UPQC單臺容量小，很難兼顧諧波抑制和無功補償?shù)墓δ?；而近年來基于MMC拓撲結(jié)構(gòu)或各種級聯(lián)形式發(fā)展起來的大容量APF、UPQC設(shè)備，成本高，這是APF、UPQC設(shè)備難以普及應(yīng)用的一個重要因素。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種混合型大容量低成本UPQC電路結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種混合型大容量低成本UPQC電路結(jié)構(gòu)，包括兩個電壓型全控換流器(VSC1和VSC2)、串聯(lián)側(cè)耦合變壓器T1、直流儲能電容C_dc、串聯(lián)側(cè)換流器VCS1輸出低通濾波器L₁和C₁、并聯(lián)側(cè)換流器VSC2輸出低通濾波電抗L₂、并聯(lián)側(cè)耦合變壓器T2、基波串聯(lián)諧振支路L_基和C_基、注入支路C_注、投切開關(guān)K1和K2、無緣濾波器組PPF；UPQC采用三相三線制結(jié)構(gòu)，其串聯(lián)側(cè)換流器VSC1通過輸出低通濾波器L₁和C₁與串聯(lián)側(cè)耦合變壓器T1的二次側(cè)繞組星形連接，串聯(lián)側(cè)耦合變壓器T1的一次側(cè)繞組串聯(lián)于電網(wǎng)中，所述投切開關(guān)K1與串聯(lián)側(cè)耦合變壓器T1的一次側(cè)繞組并聯(lián)；并聯(lián)側(cè)換流器VSC2經(jīng)輸出濾波電抗L₂與并聯(lián)側(cè)耦合變壓器T2的二次繞組星形連接，所述并聯(lián)側(cè)耦合變壓器T2的一次繞組與基波諧振支路L_基和C_基并聯(lián)，基波諧振支路L_基和C_基與注入支路C_注串聯(lián)，注入支路C_注通過投切開關(guān)K2接入電網(wǎng)。

進一步的，所述耦合變壓器T1、T2的變比均為1。

所述投切開關(guān)K1、K2均采用雙向晶閘管SCR。

所述無緣濾波器組PPF由n組單調(diào)諧濾波器組成。

本實用新型的有益效果表現(xiàn)在：

本實用新型的混合型大容量低成本UPQC電路結(jié)構(gòu)，可大幅提升設(shè)備容量，等容量情況下大幅降低設(shè)備成本，提升設(shè)備運行自由度、安全和可靠性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述：

圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實施方式

請參閱圖1，一種混合型大容量低成本UPQC電路結(jié)構(gòu)，包括兩個電壓型全控換流器(VSC1和VSC2)、串聯(lián)側(cè)耦合變壓器T1、直流儲能電容C_dc、串聯(lián)側(cè)換流器VCS1輸出低通濾波器L₁和C₁、并聯(lián)側(cè)換流器VSC2輸出低通濾波電抗L₂、并聯(lián)側(cè)耦合變壓器T2、基波串聯(lián)諧振支路L_基和C_基、注入支路C_注、投切開關(guān)K1和K2、無緣濾波器組PPF；UPQC采用三相三線制結(jié)構(gòu)，其串聯(lián)側(cè)換流器VSC1通過輸出低通濾波器L₁和C₁與串聯(lián)側(cè)耦合變壓器T1的二次側(cè)繞組星形連接，串聯(lián)側(cè)耦合變壓器T1的一次側(cè)繞組串聯(lián)于電網(wǎng)中，所述投切開關(guān)K1與串聯(lián)側(cè)耦合變壓器T1的一次側(cè)繞組并聯(lián)；并聯(lián)側(cè)換流器VSC2經(jīng)輸出濾波電抗L₂與并聯(lián)側(cè)耦合變壓器T2的二次繞組星形連接，所述并聯(lián)側(cè)耦合變壓器T2的一次繞組與基波諧振支路L_基和C_基并聯(lián)，基波諧振支路L_基和C_基與注入支路C_注串聯(lián)，注入支路C_注通過投切開關(guān)K2接入電網(wǎng)。

所述耦合變壓器T1、T2的變比均為1。

所述投切開關(guān)K1、K2均采用雙向晶閘管SCR，可靈活控制UPQC投入/投出，減小系統(tǒng)損耗，提高可靠性和安全性。

所述無緣濾波器組PPF由n組單調(diào)諧濾波器組成，濾除的諧波次數(shù)和濾波器組數(shù)均根據(jù)負荷/電網(wǎng)中的諧波電流和無功電流情況而定，能靈活的補償無功電流和諧波電流，對提升系統(tǒng)穩(wěn)定性、降低濾波器損耗、減小電能質(zhì)量治理成本有明顯優(yōu)勢。

混合型UPQC電路結(jié)構(gòu)，UPQC僅負載治理高次諧波電流和治理電壓問題，顯著提升混合型UPQC設(shè)備的實際工作容量、降低電能質(zhì)量治理設(shè)備的成本。

基波諧波振電路與耦合變壓器T2并聯(lián)關(guān)系，注入支路與基波諧振電路串聯(lián)。耦合變壓器T2與基波串聯(lián)諧振支路并聯(lián)，使換流器VSC2不承擔基波電壓，顯著降低并聯(lián)側(cè)換流器VSC2的耐壓值，故明顯降低IGBT成本。

直流側(cè)電容通過多個電容串并聯(lián)組成，以增大容量和耐壓值，直流儲能電容C_dc兩端同時連接串聯(lián)換流器VSC1和并聯(lián)換流器VSC2直流側(cè)。

基波諧振電路為L_基和C_基串聯(lián)電路、注入支路僅有C_注構(gòu)成；所述投切開關(guān)K1、K2根據(jù)實際運行情況控制UPQC是否/何時投入/投出系統(tǒng)。

本實用新型不局限于上述實施例，實施例只是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。