[发明专利]电能优化及限流系统

说明书

本发明公开了一种电能优化及限流系统，包括：三个单相变压支路，每一个单相变压支路包括第一变压器、第二变压器、第一APF组、第二APF组、共享电容、第一电感、第二电感、第一选通开关、第二选通开关；其中，每一个APF组均包括两个与共享电容并联的IGBT桥臂，第一变压器的次级线圈与第一电感串联后的电路与第一选通开关并联在第一APF组中两个IGBT桥臂的中点之间，第二变压器的次级线圈与第二电感串联后的电路与第二选通开关并联在第二APF组中两个IGBT桥臂的中点之间；所述第一变压器的初级线圈串联在对应的单相高电压输电线中；所述第二变压器的初级线圈的一端接地，另一端连接对应的单相负载输电线。本发明提供的电能优化及限流系统可以具有较小的限流电抗。

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种电能优化及限流系统。

背景技术

电能是现代工业社会的骨干能源，电能的质量和安全可靠性关系到工业产品质量和科学实验正常进行，还是社会的经济发展和人民群众的生活质量的重要保障。近年来随着电网规模的不断扩大和微电网的迅猛发展，系统的容量不断提高，势必导致电力系统短路电流的不断增大，一旦短路故障发生不仅对电网和负荷造成严重影响，还会扩散到微网，造成大量电气设备烧毁，甚至引发火灾，严重影响系统安全稳定运行。同时，电网中电力电子装置和各种非线性负荷的不断增加，导致了系统中电压波动、电压电流谐波等电能质量问题日益严重，严重影响电网的可靠稳定运行和负荷的正常运转。现有技术中引入了DVR对电网中的电压波动补偿，同时为了限制短路故障电流，现有技术中在串联变压器侧引入限流支路用于限流。这样的方式存在以下缺点如下：不能抑制电压和电流谐波，限流电抗容量大，造价高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够使用具有较小容量限流电抗进行有效的限流且能够抑制电压和电流谐波的系统。

一种电能优化及限流系统，包括三个单相变压支路，每一个单相变压支路包括第一变压器、第二变压器、第一有源电力滤波器APF组、第二有源电力滤波器APF组、共享电容、第一电感、第二电感、第一选通开关、第二选通开关；其中，每一个有源电力滤波器APF组均包括两个与共享电容并联的IGBT桥臂，第一变压器的次级线圈与第一电感串联后的电路与第一选通开关并联在第一有源电力滤波器APF组中两个IGBT桥臂的中点之间，第二变压器的次级线圈与第二电感串联后的电路与第二选通开关并联在第二有源电力滤波器APF组中两个IGBT桥臂的中点之间；所述第一变压器的初级线圈串联在对应的单相高电压输电线中；所述第二变压器的初级线圈的一端接地，另一端连接对应的单相负载输电线。

进一步的，还包括三个电流检测器和三个故障检测单元，每一个电流检测器用于检测一个单相负载输电线的电流；每一个故障检测单元与一个电流检测器相连，并连接相应单相变压支路中的第一选通开关和第二选通开关，用于根据电流检测器检测到的电流值确定是否存在短路，并在检测到故障时控制所连接的第一选通开关和/或第二选通开关导通。

进一步的，所述故障检测单元还用于在检测到短路时，闭锁发生短路的单相变压支路中的第一有源电力滤波器APF组和/或第二有源电力滤波器APF组。

进一步的，还包括：第一有源电力滤波器APF组控制电路，所述第一有源电力滤波器APF组控制电路包括三个电压补偿电路；每一个电压补偿电路包括一个补偿电压计算单元、一个与门单元和一个闭锁单元；补偿电压计算单元的输入端连接一个电流检测器，输出端连接与门的一个输入端，用于计算相应相的补偿谐波电压和电压波动信号并输入到与门的输入端；与门的另一个输入端连接相对应的闭锁单元，输出端连接对应的单相变压支路的第一有源电力滤波器APF组的控制端；

所述故障检测单元，用于在检测到短路时控制发生短路的单相变压支路中的各个闭锁单元将对应的与门闭锁。

进一步的，所述第一有源电力滤波器APF组控制电路还包括一个驱动放大器，各个与门具体经过所述驱动放大器连接到相应第一有源电力滤波器APF组的控制端。