[发明专利]面向拓扑重构与功能复用的串联型电力电子设备及控制方法

说明书

本发明公开了一种面向拓扑重构与功能复用的串联型电力电子设备及控制方法，拓扑重构与功能复用的串联型电力电子设备采用三单相背靠背结构，稳压电容C_dc的左侧连接脉冲宽度调制并联型变换器部分，稳压电容C_dc的右侧连接脉冲宽度调制串联型变换器部分。解决了现有技术中串联型变换器通过额外增加限流模块、构造限流支路等方式实现对短路电流抑制而造成电力电子设备复杂、投入成本高、限流模块闲置率较高且功能集成化低的问题。

技术领域

本发明属于电力技术领域，涉及一种面向拓扑重构与功能复用的串联型电力电子设备及控制方法。

背景技术

随着新能源发电占比不断提高，以及大量非线性、不对称负载的接入，电网中电能质量问题日益突出。其中，电压暂降已成为影响电力负荷稳定运行的最突出问题之一。串联型变换器(如动态电压恢复器、统一电能质量控制器等)较多应用于电能质量调节，但往往存在设备功能单一、利用率低等问题。同时，随着电力系统电压等级不断提高，短路容量也在不断增大，当发生短路故障时，巨大的短路电流对电力设备和用户安全造成严重威胁。传统的短路故障限流技术是在母线上串联电抗器，但电抗器长期串在电网内不仅会带来附加损耗，而且有效运行时间极短。因此，研究一种具有限流能力的电力电子设备具有重要意义。

现已提出的多功能串联型变换器在实现电能质量调节的功能外，通过额外增加限流模块、构造限流支路等方式实现对短路电流的抑制。这些方式虽拓宽了设备功能，但一定程度上增加了电力电子设备复杂度和投入成本，且限流模块的闲置率较高。因此，若既能实现多功能的集成，又能够减少模块投入和降低运行损耗，这将对串联型电力电子设备的性能提升与应用推广具有重要意义。

发明内容

本发明实施例提供一种面向拓扑重构与功能复用的串联型电力电子设备，解决现有技术中串联型变换器通过额外增加限流模块、构造限流支路等方式实现对短路电流抑制而造成电力电子设备复杂、投入成本高、限流模块闲置率较高且功能集成化低的问题。

本发明实施例的另一目的是提供一种面向拓扑重构与功能复用的串联型电力电子控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是面向拓扑重构与功能复用的串联型电力电子设备，拓扑重构与功能复用的串联型电力电子设备采用三单相背靠背结构，稳压电容Cdc的左侧连接脉冲宽度调制并联型变换器部分，稳压电容Cdc的右侧连接脉冲宽度调制串联型变换器部分。

进一步的，所述脉冲宽度调制并联型变换器部分每相包括并联型变压器T₂、滤波电感L₂、4个绝缘栅双极型晶体管模块V₃、V₄、V₅、V₆，其中每个绝缘栅双极型晶体管模块中包括反并联二极管；脉冲宽度调制并联型变换器部分单相全桥直流端连接稳压电容C_dc，单相全桥的交流端连接滤波电感L₂，滤波电感L₂连接并联变压器T₂二次侧，并联变压器T₂一次侧并联接入在电网和负载之间；