[实用新型]一种线间动态电压恢复器

说明书

本实用新型涉及一种线间动态电压恢复器，包括：注入变压器TR1、注入变压器TR2、滤波单元LC1、滤波单元LC2、电压源型逆变单元VSIⅠ、电压源型逆变单元VSIⅡ、直流电容C、晶闸管投切电抗器XL1、晶闸管投切电抗器XL2；TR1和TR2的高压侧串联入不同馈线；TR1的低压侧与LC1并联连接；LC1与VSIⅠ并联连接；VSIⅠ与直流电容C并联连接；直流电容C与VSⅡ并联连接；VSIⅡ与LC2并联连接；LC2与TR2的低压侧并联连接；XL1与TR1并联连接；XL2与TR2并联连接。本实用新型增加电抗值后，最大可补偿电压幅值增大，实现IDVR暂降补偿能力的提升。

技术领域

本实用新型涉及供配电领域，更具体地，涉及一种线间动态电压恢复器。

背景技术

电力是社会存在和发展不可缺少的能源，随着电力用户生产过程中数字化，自动化水平不断提升，各类用电设备对电能质量的要求也越来越高。在各类电能质量扰动中，电压暂降由于其已发生具有频次高且难以避免，造成的损失后果严重的特点，已成为威胁用户正常生产生活的最严重的电能质量问题，也给电力公司造成不良社会声誉，受到电力用户，尤其是大工业用户和电力公司的共同关注，电压暂降治理已成为当前情况下双方不可忽视的重要工作之一。

定制电力设备是一种有效的电压暂降治理方式，其中动态电压恢复器 (DynamicVoltage Restorer,DVR)是当前最常用的一类定制电力设备，已广泛应用于各类敏感工业用户厂内和部分配电系统。DVR的主要构成包括注入变压器，滤波器，逆变单元及储能单元，作为一种串联型设备，当上方电源发生电压暂降，DVR控制逆变器产生一定幅值和相角的电压，通过与线路串联的注入变压器注入该电压，从而实现电压暂降的补偿。近年来，工业园区内敏感用户越来越多，容量越来越大，且不同用户往往连接在不同母线的出线这一特点，采用传统DVR对敏感用户进行分别补偿所需的DVR容量越来越大，设备利用率低，经济性不足。

考虑到这一问题，线间动态电压恢复器(Interline Dynamic Voltage Restorer,IDVR)作为一种新型动态电压恢复器被提出并应用于电压暂降治理。IDVR的核心特点是将位于不同馈线上的两个或两个以上的传统DVR通过直流电容连接起来，即共用储能单元中的直流电容。当某条馈线发生电压暂降，另外一条馈线通过DVR提供补偿能量，从而降低了直流储能单元成本，同时也可有效补偿电压暂降。

现有线间动态电压恢复器IDVR由多个串联于不同馈线的DVR共用直流电容构成，以两馈线线间动态电压恢复器为例说明其典型构成，如图1。

IDVR整体上由两个共用直流电容的DVR背靠背构成，DVR1与DVR2结构类似，均由注入变压器，滤波单元，逆变单元及共用的直流电容构成。其中，电压源型逆变单元VSI(Voltage Source Inverter)是DVR的最主要组成部分，由于DVR主要应用于低压配电网用户侧，系统通常采用三相四线制，故逆变器一般选用三单相桥结构，考虑到半桥逆变输出交流电压幅值小，存在电容分压问题，故选取直流电压利用率高，输出电压特性好的单相全桥逆变器构成VSI。由于 DVR中逆变器采用PWM调制策略，通常会产生大量高次谐波，通常采用LC滤波单元对其进行滤波。注入变压器可降低逆变侧电压等级，从而降低装置成本，提升装置可靠性及逆变器选择的灵活性。

当其中一条馈线上发生电压暂降，以馈线1为例，该馈线上的DVR1相当于可控电压源，利用直流电容储能，通过控制VSI产生补偿电压，该补偿电压的幅值和相位由DVR的补偿策略决定，现有策略包括故障前电压补偿法，同相电压补偿以及最小能量补偿法，为保证DVR补偿能力，同时降低其成本，最小能力补偿法最为常用。该补偿电压通过注入变压器实现馈线1的电压暂降补偿。同时，DVR2从非暂降馈线—馈线2提取能量，维持直流电容电压。

由上述IDVR构成及运行原理，分析IDVR的补偿能力。假设馈线1发生电压暂降，IDVR的DVR1和DVR2运行相量图如图2a和图2b所示。