串联型电压质量扰动发生装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN1858955A

(43)申请公布日2006.11.08

(21)申请号CN200610012018.9

(22)申请日2006.05.26

(71)申请人华北电力大学

地址102206北京市昌平区朱辛庄华北电力大学

(72)发明人尹忠东

(74)专利代理机构北京科大华谊专利代理事务所

代理人刘月娥

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

串联型电压质量扰动发生装置

(57)摘要

本发明提供了一种串联型电压质量

扰动发生装置，属于电能质量分析与控制

领域。包括并联换流变压器(1)、三相全桥

PWM变流器(2)、直流斩波器及超级电容

储能系统(3)、单相全桥PWM变流器组

(4)、串联注入变压器组(5)。本发明的优点

在于：基于串联补偿模式实现大容量、多

扰动类型的电压质量扰动发生装置的方

法，较好克服了目前同类装置存在的功能

单一、精度较低、价格昂贵、或容量较小

的缺点，具有显著的技术经济优越性。扰

动装置可在串联调制模式下产生电压暂

降、暂升、过电压、欠电压、三相不平

衡、电压波动与闪变、波形畸变等多种电

压质量扰动类型。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1、串联型电压质量扰动发生装置，其特征在于：由：包括并联换流变压器(1)、三

相全桥PWM变流器(2)、直流斩波器及超级电容储能系统(3)、单相全桥PWM变

流器组(4)、串联注入变压器组(5)；

a、并联换流变压器(1)为三相双绕组换流变压器，实现调节器与电网的隔离及能量

的双向输送，原副边分别为星形和三角形接线，连接组为Y/D-11；

b、三相全桥PWM变流器(2)具有三个桥臂，每个桥臂由上下两个IGBT及其反并

联二极管串联而成，三个桥臂上下端点分别连接到一起，形成变流器的直流母线，

上端母线为正极，下端母线为负极，当三相全桥PWM变流器工作于高频整流状态

下时，能量从电网侧流向直流侧的负载；而它工作于再生状态下，相当于三相

PWM电压型逆变器，将直流侧的能量回馈到交流侧电网；

c、直流斩波和超级电容储能系统(3)中的储能系统，由180～220只超级电容单体

串联而成，连接到超级电容的两只二极管实现对超级电容的保护；一只二极管阳极、

阴极分别接至超级电容系统的负极、正极；另一只二极管的阳极、阴极分别接至超

级电容的正极和三相全桥PWM变流器输出的正极直流母线；直流斩波的开关器件

为两只IGBT，高位IGBT实现超级电容充电的降压斩波控制，低位IGBT实现超

级电容放电的升压斩波控制，两只二极管分别与IGBT反向并联；连接到超级电容

正极上的电感为升压斩波与降压斩波的共用电感，电感的另一侧引线连接到直流斩

波桥臂的终端；

d、单相全桥PWM变流器组(4)包括三台单相全桥PWM变流器、对应的直流电容

和滤波电路，三台单相全桥PWM变流器的直流侧共用了直流母线，为了支撑电压

及减小纹波，每台单相全桥PWM变流器的直流母线间连接有直流电容器，单相全

桥PWM变流器分别由两个桥臂、四只IGBT构成，每只IGBT反向并联了续流二

极管，单相全桥PWM变流器的两个桥臂终端连接到LC低通滤波器，与三相串联

滤波电感相连；

e、单相串联注入变压器组(5)由三台单相注入变压器构成，每台变压器均为单相双

绕组结构。

说明书

技术领域

本发明属于电能质量分析与控制领域，特别是提供了一种串联型电压质量扰动发生

装置。

背景技术

大容量多扰动类型的电压质量扰动发生装置是研究、评估、控制电能质量问题的基

本设备，其开发研制受到国内外研究人员的广泛重视。基于串联补偿模式实现大容

量、多