[发明专利]一种10kV串联有源电压调节系统及方法

权利要求书

1.一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

包括高压回路和低压回路；

所述低压回路包括主路单元和低压旁路单元；

所述主路单元包括降压变压器，降压变压器原边连接10kV电压输入端，降压变压器副边连接输入滤波单元，输入滤波单元连接至功率变换单元，功率变换单元连接至输出滤波单元，输出滤波单元与低压旁路单元连接，低压旁路单元连接至升压变压器原边；

所述高压回路包括10kV电压输入端，10kV电压输入端依次串联连接输入隔离刀闸3、升压变压器8的副边、输出隔离刀闸9后接至负荷；高压旁路开关两端分别与10kV电压输入端、负荷连接。

2.根据权利要求1所述的一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

所述低压回路的主路单元包括功率变换单元；

所述功率变换单元包括ACAC变流器，所述ACAC变流器包括整流电路和逆变电路，所述整流电路输出端连接由电容构成的直流滤波器对输出电压进行滤波，滤波后作为逆变电路的输入。

3.根据权利要求2所述的一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

所述整流电路采用三相维也纳整流器，维也纳拓扑为三电平拓扑。

4.根据权利要求2所述的一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

所述低压回路的主路单元还包括控制单元，所述控制单元分别连接至输入滤波单元输出端、ACAC变流器，控制单元通过实时监测电网电压判断10kV电压是否正常,当检测到电压超出正常范围，控制逆变电路输出相对应的补偿电压，并通过升压变压器与输入电网电压叠加，维持负载端10kV电压的稳定。

5.根据权利要求2所述的一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

所述低压回路的主路单元还包括监控单元，所述监控单元通过RS485通信与控制单元通信，监控单元再通过GPRS实现与监控后台的通信。

6.根据权利要求3所述的一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

所述逆变电路采用中点钳位型三电平逆变拓扑结构，拓扑结构的每一相桥臂有4个IGBT器件、4个续流二极管和2个箝位二极管，在直流侧有两个电容C1和C2，且容值相等，两个串联IGBT器件的中点通过箝位二极管和直流侧电容的中点相连接，使输出电压被箝位在直流侧中点电位。

7.根据权利要求1所述的一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

所述输出滤波单元采用LCL滤波器。

8.根据权利要求1所述的一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

所述低压旁路单元包括三相反并联晶闸管11和交流接触器12，逆变器输出端的AC、BA、CB分别连接反并联晶闸管和交流接触器触点的两端。

9.根据权利要求1所述的一种10kV串联有源电压调节系统，其特征在于：

所述低压回路的主路单元包括功率变换单元，所述功率变换单元采用两级三相两电平PWM整流器拓扑结构。

10.一种10kV串联有源电压调节系统的调节方法，包括以下步骤：

1）当10kV电网电压正常时，由主路单元的控制单元控制低压旁路单元中的接触器闭合，将升压变压器的原边短路，使10kV电网电压直接通过升压变压器的副边给10kV负荷供电；

2）当负荷过重导致10kV电网电压降低时，主路单元的控制单元检测到电网电压异常，则自动控制低压回路断开，启动功率变换单元的逆变电路运行，逆变电路输出逆变电压，逆变电压再通过升压变压器升压耦合到电网，使负载端的10kV电压的稳定；

3）当系统需要维护或出现故障需要检修时，切换到高压回路，断开输入隔离刀闸和输出隔离刀闸，同时闭合高压旁路开关。