[实用新型]一种配电变压器型统一节能调节器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子元件领域，具体涉及一种配电变压器型统一节能调节器。

背景技术

随着传统低压交流配电网中三相负荷分布不平衡及大量单相非线性负载的使用，三相四线制配电系统的无功补偿、谐波抑制和平衡三相不对称负荷电流等电能质量问题越来越突出，严重影响配电网的电能质量、传输效率及可靠性。因此，如何确保三相四线制系统中配电变变压器不受负荷谐波、无功及三相分布不平衡的影响，而使变压器低压侧获得单位功率因数，且其低压侧出口端三相电流对称，这已成为学术及工程研究的热点问题。

近年来，出现了多种针对传统低压交流配电网电能质量治理的装备，如针对无功补偿的静止无功补偿器(SVC)、晶闸管控制串联电容器(TCSC)、静止无功补偿器(STATCOM)等，针对谐波抑制的无源滤波器(PPF)和有源滤波器(APF)等，然而这些装备存在以下问题：1、功能单一，不具综合性；2、重复投资、经济性较差；3、采用瞬时功率算法计算参考电流时往往涉及多次αβ或dq变换，运算复杂，控制难度大，装置成本高；4、在平衡三相不对称负荷电流时，已有基于dq变换的补偿算法、瞬时无功率法、对称分量法等方法的补偿导纳的算法存在如控制复杂、响应速度较慢、补偿精度低等缺陷。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种配电变压器型统一节能调节器，集无功补偿、谐波抑制和平衡三相不对称负荷电流于一身，是一种综合型的电能质量调节器，将成为实现系统三相对称运行、提高功率因数、抑制谐波、稳定系统电压、降低网损和改善电能质量的有效手段，同时能够很大程度地改善配电变压器的工作状态，从而提高其效率、寿命。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种配电变压器型统一节能调节器，包括三相四线制电压源型变换器VSC和电压平衡控制器VBC，三相四线制电压源型变换器VSC起到DG并网变换器和交流配电网电能质量综合治理的作用，电压平衡控制器VBC起到双极性直流配电网正负两极电压平衡控制的作用；电压平衡控制器VBC由两个MOSFET和两个二极管串联组成的H桥，向三相四线制电压源型变换器VSC提供不同电压等级V_d；三相四线制电压源型变换器VSC由八个IGBT及其反并联二极管组成四桥臂，通过逆变产生补偿电流。

本实用新型具有以下有益效果：

其集无功补偿、谐波抑制和平衡三相不对称负荷电流于一身，是一种综合型的电能质量调节器，既能够改善低压配电网电能质量和变压器运行状态和效率，又能避免重复投资、提高配电网运行经济性。采用基于时域能量平衡的补偿电流参考值算法，能够简化运算，降低控制难度和装置成本。在配电变压器型统一节能调节器与变压器之间采用了LC滤波器以滤除配电变压器型统一节能调节器并网电流中的高频谐波，减少了高频谐波对变压器和负荷的影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例配电变压器型统一节能调节器并网运行拓扑结构示意图；

图2为常见有源电力滤波器APF结构示意图；

图中，(a)为三相三线制结构APF；(b)为三相四线制结构APF；(c)为另一种三相四线制结构APF。

图3为UPC中电压源型换流器(VSC)系统简化图。

图4为UPC中三相四线制电压源型变换器VSC控制系统框图。

图5为电压平衡控制器(VBC)拓扑结构示意图。

图6为UPC中电压平衡控制器(VBC)电流脉冲触发模式控制原理图。

图7为UPC中电压平衡控制器VBC控制系统框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种配电变压器型统一节能调节器，采用了三相四桥臂型主结构，并在配电变压器型统一节能调节器和变压器之间采用了LC滤波器，具体的，包括三相四线制电压源型变换器VSC和电压平衡控制器VBC，三相四线制电压源型变换器VSC起到DG并网变换器和交流配电网电能质量综合治理的作用，电压平衡控制器VBC起到双极性直流配电网正负两极电压平衡控制的作用；电压平衡控制器VBC由两个MOSFET和两个二极管串联组成的H桥，向三相四线制电压源型变换器VSC提供不同电压等级V_d；三相四线制电压源型变换器VSC由八个IGBT及其反并联二极管组成四桥臂，通过逆变产生补偿电流。