用于中壓或高壓應(yīng)用的補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】給出了一種用于電力系統(tǒng)(2)的補(bǔ)償系統(tǒng)(1)。所述補(bǔ)償系統(tǒng)(1)包括補(bǔ)償器(3)，所述補(bǔ)償器(3)包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，所述補(bǔ)償器(3)具有相位支柱(6-1，6-2，6-3)，所述相位支柱(6-1，6-2，6-3)在所述補(bǔ)償器(3)的第一側(cè)(13)上定義用于連接到所述電力系統(tǒng)(2)的對(duì)應(yīng)相位(11-1，11-2，11-3)的AC輸入，其中所述相位支柱(6-1，6-2，6-3)在補(bǔ)償器(3)的第二側(cè)(15)以Y型連接進(jìn)行連接，所述Y型連接具有中性點(diǎn)(N);和濾波器裝置(9)，所述濾波器裝置(9)在其第一側(cè)連接至所述Y型連接的中性點(diǎn)(N)并且在第二側(cè)連接至AC輸入以借此與所述補(bǔ)償器(3)形成電路(10)，其中所述濾波器裝置(9)被布置從而使得電路(10)實(shí)質(zhì)上針對(duì)正序電流或電壓以及負(fù)序電流或電壓充當(dāng)開(kāi)路電路，并且針對(duì)零序電流充當(dāng)閉合電路，其中所述濾波器裝置(9)進(jìn)一步被布置為阻止具有基頻的零序電流并且允許零序電流的諧波從其中通過(guò)，由此零序電流的諧波能夠流過(guò)所述閉合電路。
【專利說(shuō)明】用于中壓或高壓應(yīng)用的補(bǔ)償系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及一種用于電力系統(tǒng)的補(bǔ)償系統(tǒng)，并且尤其涉及一種Y型連接的補(bǔ)償系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如電網(wǎng)之類的電力系統(tǒng)通常包括傳輸來(lái)自例如電廠的發(fā)電站的電力的輸電網(wǎng)絡(luò)，以及連接至所述輸電網(wǎng)絡(luò)用于將電力分配至負(fù)載的配電網(wǎng)絡(luò)，所述負(fù)載諸如連接至所述配電網(wǎng)絡(luò)的家庭和工廠。
[0003]輸電網(wǎng)絡(luò)通?；谌嵝越涣鬏旊娤到y(tǒng)(FACTS)和/或高壓直流(HVDC)系統(tǒng)。
[0004]AC電力傳輸使得電磁場(chǎng)增加而在電網(wǎng)中產(chǎn)生了無(wú)功功率分量,例如由于電感性和電容性負(fù)載以及電力線路的感應(yīng)。
[0005]通過(guò)減少無(wú)功功率，能夠使得用來(lái)操作連接至電力系統(tǒng)的負(fù)載的有功功率有所增加。在其它時(shí)間，可能希望向電力系統(tǒng)提供額外的無(wú)功功率以便使其穩(wěn)定。
[0006]FACTS借助于諸如靜態(tài)VAR元件和STATCOM元件的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備來(lái)提供電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。
[0007]諸如晶閘管控制的電抗器(TCR)的靜態(tài)VAR元件在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生基頻諧波。諧波是由于晶閘管開(kāi)關(guān)所引起的不希望出現(xiàn)的副產(chǎn)品。在正常情況下，希望減少TCR所產(chǎn)生的諧波含量。特別地，希望防止或至少減少由Y型連接的TCR所生成的要饋送入電力系統(tǒng)之中的諧波含量。與三角型連接的TCR相比，由Y型連接的TCR所生成的3次、9次、…、3n次諧波含量被饋送至電力系 統(tǒng)之中，而對(duì)于三角型連接的TCR而言，3次、9次、…、3n次諧波含量實(shí)質(zhì)上作為循環(huán)電流被截留在三角型連接中。
[0008]STATCOM元件采用包括鏈狀鏈接，即串聯(lián)連接，的轉(zhuǎn)換器單元的電壓轉(zhuǎn)換器，上述轉(zhuǎn)換器單元具有可開(kāi)關(guān)的半導(dǎo)體設(shè)備。通過(guò)適當(dāng)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器單元中的半導(dǎo)體設(shè)備，電網(wǎng)中的無(wú)功功率的數(shù)量能夠得到控制。
[0009]一些轉(zhuǎn)換器拓?fù)湓诶鏗橋單元的每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元中采用DC電容器，以便對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元所生成的電壓進(jìn)行控制。在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行期間以及在非對(duì)稱條件兩者下，每個(gè)電容器上的DC電壓通常都應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)設(shè)置點(diǎn)數(shù)值而保持恒定。
[0010]對(duì)于三角型連接的STATCOM單元而言，循環(huán)電流截留在三角型連接中，這使得能夠?qū)D(zhuǎn)換器單元中的DC電容器進(jìn)行電壓控制。然而，對(duì)于Y型連接的STATCOM元件來(lái)說(shuō)，STATCOM的電流可以為零。在這樣的條件下，失去了 DC電容器的電壓控制。因此，為了控制DC電容器的電壓水平，必須要生成電流并將所述電流送至DC電容器。這一電流被饋送至電力系統(tǒng)之中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本公開(kāi)的總體目標(biāo)是提供一種Y型連接的補(bǔ)償系統(tǒng)，減少饋送入所述補(bǔ)償系統(tǒng)與之連接的電力系統(tǒng)的諧波含量。[0012]另一個(gè)目標(biāo)還在于提供在低電流運(yùn)行處的對(duì)Y型連接的補(bǔ)償系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器單元的DC電容器的電壓控制。
[0013]因此，在本公開(kāi)的第一方面，提供了一種用于電力系統(tǒng)的補(bǔ)償系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償系統(tǒng)包括:補(bǔ)償器，包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，所述補(bǔ)償器具有相位支柱，所述相位支柱在補(bǔ)償器的第一側(cè)上定義用于連接到電力系統(tǒng)對(duì)應(yīng)相位的AC輸入，其中所述相位支柱在所述補(bǔ)償器的第二側(cè)處以Y型連接進(jìn)行連接，所述Y型連接具有中性點(diǎn)；和濾波器裝置，所述濾波器裝置在其第一側(cè)連接到所述Y型連接的中性點(diǎn)并且在第二側(cè)處連接到AC輸入以借此與所述補(bǔ)償器一起形成電路；其中所述濾波器裝置被布置為使得電路實(shí)質(zhì)上針對(duì)正序電流或電壓和負(fù)序電流或電壓充當(dāng)開(kāi)路電路，并且針對(duì)零序電流充當(dāng)閉合電路，其中所述濾波器裝置進(jìn)一步被布置為阻止具有基頻的零序電流并且允許零序電流的諧波從其中通過(guò)，據(jù)此零序電流的諧波能夠流過(guò)所述閉合電路。
[0014]電力系統(tǒng)優(yōu)選地為中等功率系統(tǒng)或聞功率系統(tǒng)。
[0015]因此，零序電流由于所述濾波器裝置為零序電流所提供的通路而能夠通過(guò)閉合電路進(jìn)行饋送，借此允許零序電流的諧波通過(guò)所述濾波器裝置并且流過(guò)閉合電路。因此，諧波電流將不會(huì)被饋送至電力系統(tǒng)之中。作為結(jié)果，能夠減少電力系統(tǒng)中所不希望出現(xiàn)的諧波。
[0016]濾波器裝置可以被布置為允許零序電流的3次諧波通過(guò)所述濾波器裝置。借此，具有頻率實(shí)質(zhì)上不同于電力系統(tǒng)的基頻的諧波的電流能夠流過(guò)閉合電路。作為結(jié)果，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件開(kāi)始開(kāi)關(guān)操作的風(fēng)險(xiǎn)有所降低，這是因?yàn)榘雽?dǎo)體開(kāi)關(guān)器件被布置為使得它們基于基頻開(kāi)始開(kāi)關(guān)，據(jù)此例如能夠在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行期間提供無(wú)功效應(yīng)的補(bǔ)償。
[0017]濾波器裝置可以包括允許諧波從其中通過(guò)的帶通濾波器。借此，僅所希望的諧波才被允許通過(guò)所述濾波器裝置。
[0018]濾波器裝置可以包括曲折接線(zig-zag)變壓器以及與曲折接線變壓器串聯(lián)連接的電容器。曲折接線變壓器針對(duì)正序和負(fù)序電流具有非常高的阻抗，實(shí)質(zhì)上充當(dāng)開(kāi)路電路。此外，曲折接線變壓器允許零序電流的至少一部分從其中通過(guò)。因此，曲折接線變壓器提供了濾波器裝置的至少一部分的一種實(shí)現(xiàn)方式。電容器提供例如零序電流的基頻的濾波。因此，電容器的電容總體上應(yīng)當(dāng)被選擇為使得濾波裝置阻止基頻并允許諸如3次諧波的諧波從其中通過(guò)。
[0019]濾波器裝置可以包括與曲折接線變壓器和電容器串聯(lián)連接的電抗器。
[0020]作為曲折接線變壓器的可替換形式，所述濾波器裝置可以包括變壓器，所述變壓器在其初級(jí)側(cè)經(jīng)由提供變壓器中性點(diǎn)的Y型連接而連接至AC輸入，所述變壓器中性點(diǎn)與所述補(bǔ)償器的中性點(diǎn)電連接。因此，可以采用并非曲折接線變壓器的常規(guī)變壓器以便提供如以上所描述的濾波器效果。
[0021]濾波器裝置可以包括與變壓器串聯(lián)連接的電容器，所述電容器被布置在變壓器中性點(diǎn)和補(bǔ)償器中性點(diǎn)之間。
[0022]濾波器裝置可以包括與變壓器串聯(lián)連接的電抗器。所述電抗器可以在變壓器或曲折接線變壓器的阻抗過(guò)低的情況下提供濾波器裝置的正確阻抗。
[0023]補(bǔ)償器可以是晶閘管控制的電抗器，其中每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件為晶閘管。
[0024]每個(gè)相位支柱可以具有串聯(lián)連接的多個(gè)單元轉(zhuǎn)換器并且每個(gè)單元轉(zhuǎn)換器包括DC電容器。借此所述DC電容器的電壓也可以在低電流條件下進(jìn)行控制，而在之前的解決方案之中，由于實(shí)質(zhì)上不會(huì)有電流流過(guò)單元轉(zhuǎn)換器，DC電容器的電壓不會(huì)是可控制的。
[0025]有利地，通過(guò)能夠?qū)卧D(zhuǎn)換器中的個(gè)體DC電容器的DC電壓水平進(jìn)行控制，可以提供諸如STATCOM的Y型連接的電壓源轉(zhuǎn)換器。對(duì)于Y型連接的STATCOM或者其它類似的基于單元轉(zhuǎn)換器的補(bǔ)償設(shè)備而言，能夠使用比三角型連接的STATCOM更少的鏈?zhǔn)芥溄樱绱?lián)連接，的單元轉(zhuǎn)換器。特別地，針對(duì)Y型連接的STATCOM的單元轉(zhuǎn)換器的所需數(shù)量是比針對(duì)三角型連接的STATCOM小整數(shù)3的平方根。因此，需要較少的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，例如IGBT，這造成了補(bǔ)償系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)性成本下降。為此，所要注意的是，總體上每個(gè)單元轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)串聯(lián)連接的IGBT以便能夠處理高壓電力系統(tǒng)中所采用的高電壓。關(guān)于此，濾波器裝置總體而言成本實(shí)質(zhì)上比三角型連接的STATCOM中所使用的附加單元轉(zhuǎn)換器更低。
[0026]一個(gè)實(shí)施例可以包括用于在零序電流在閉合電路中流動(dòng)時(shí)經(jīng)由零序電流的諧波對(duì)每個(gè)DC電容器的電壓進(jìn)行控制的器件。
[0027]每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件可以是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
[0028]補(bǔ)償器可以是STATCOM。
[0029]另外的特征和優(yōu)勢(shì)將在下文中公開(kāi)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]現(xiàn)在將參考附圖通過(guò)非限制性示例對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行描述，其中:
[0031]圖1示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)的補(bǔ)償系統(tǒng)的總體拓?fù)洹?br> [0032]圖2示出了補(bǔ)償系統(tǒng)的第一示例的示意性電路圖。
[0033]圖3示出了補(bǔ)償系統(tǒng)的第二示例的示意性電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]在以下描述中，出于解釋而非限制的目的而給出諸如特定技巧和應(yīng)用的具體細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本公開(kāi)的全面理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，本公開(kāi)可以以背離這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例進(jìn)行實(shí)踐。在其它實(shí)例中，省略了對(duì)公知方法和裝置的詳細(xì)描述以免以不必要的細(xì)節(jié)對(duì)描述造成混淆。
[0035]雖然在下文中正序和負(fù)序的隨時(shí)間變化的電信號(hào)將被稱作正序和負(fù)序電流，但是所要理解的是，在所有情況下，術(shù)語(yǔ)正序和負(fù)序電壓分別也是等同有效的。因此，正序和負(fù)序可以是電壓也可以是電流。
[0036]圖1示出根據(jù)本公開(kāi)的補(bǔ)償系統(tǒng)I的總體電路圖。補(bǔ)償系統(tǒng)I包括補(bǔ)償器3，所述補(bǔ)償器具有針對(duì)每個(gè)電氣相位11-1、11-2、11-3的相位支柱6-1、6-2、6-3。補(bǔ)償系統(tǒng)I進(jìn)一步包括半導(dǎo)體兀件5,并且可選地包括處于每個(gè)相位支柱6-1、6-2、6_3處的電抗器7。每個(gè)半導(dǎo)體元件5包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件。補(bǔ)償器3具有第一側(cè)13，所述第一次13定義AC輸入并且可連接到高壓電力系統(tǒng)2的AC網(wǎng)絡(luò)。補(bǔ)償器3具有第二側(cè)15，相位支柱6-1、6-2、6-3在所述第二側(cè)15處以Y型連接進(jìn)行連接。所述Y型連接具有中性點(diǎn)N，所述中性點(diǎn)N是每個(gè)相位支柱6-1、6-2、6-3與之相連接的點(diǎn)。中性點(diǎn)N在這里所提供的示例中不接地。
[0037]補(bǔ)償系統(tǒng)I包括濾波器裝置9，所述濾波器裝置9在其第一側(cè)連接到補(bǔ)償器3的Y型連接的中性點(diǎn)N。所述第一側(cè)是用作輸入的一側(cè)，用于從補(bǔ)償器3的中性點(diǎn)N接收諸如電流的電氣參數(shù)。濾波器裝置9具有連接到補(bǔ)償器3的第一側(cè)的第二側(cè)。濾波器裝置9的第二側(cè)用作濾波器裝置9的輸出并且提供已經(jīng)在濾波器裝置9的第一側(cè)處接收的經(jīng)濾波器電氣參數(shù)。
[0038]濾波器裝置9連同補(bǔ)償器3的相位支柱6-1、6-2、6_3 —起定義針對(duì)每個(gè)相位支柱6-1、6-2、6-3的電路10。針對(duì)相位支柱6-3的電路10借助于箭頭A示出。所要理解的是，針對(duì)其余的相位支柱6-1和6-2，可以定義相對(duì)應(yīng)的電路。
[0039]濾波器裝置9被布置為使得針對(duì)每個(gè)相位支柱6的電路10實(shí)質(zhì)上針對(duì)正序電流和負(fù)序電流充當(dāng)開(kāi)路電路，并且針對(duì)零序電流充當(dāng)閉合電路。
[0040]正序電流是其中每個(gè)相位分隔120度相位角的三相電流。第一相位具有被定義為O度的相位角，第二相位關(guān)于第一相位具有120度的相位角，并且第三相位關(guān)于第一相位具有240度的相位角。
[0041]負(fù)序電流也在三個(gè)相位之間具有120度的相位角，但是其順序與針對(duì)正序電流的順序不同。正序和負(fù)序電流通常出現(xiàn)在處于對(duì)稱條件的電力系統(tǒng)之中，例如在每個(gè)相位承受針對(duì)每個(gè)電氣相位提供相同阻抗的負(fù)載時(shí)。
[0042]零序電流本質(zhì)上在電氣相位之間沒(méi)有相位角、零序電流可以在例如非對(duì)稱條件期間形成，例如電力系統(tǒng)中的故障。
[0043]濾波器裝置9進(jìn)一步被布置為對(duì)基頻以及零序電流的大部分諧波進(jìn)行阻止或?yàn)V波?；l在這里被定義為補(bǔ)償系統(tǒng)I與之相連接的電力系統(tǒng)中的電壓或電流的頻率?；l通常為50或60Hz。特別地，優(yōu)選地對(duì)濾波器裝置9進(jìn)行調(diào)試以使得允許一個(gè)諧波通過(guò)濾波器裝置9。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，諧波是零序電流的3次諧波，所述3次諧波具有從零序電流的基頻中遠(yuǎn)離的頻率?；l被用來(lái)提供半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)。此外，如將在以下更為詳細(xì)描述地，3次諧波具有足夠的幅度以便控制本公開(kāi)具體示例中的半導(dǎo)體元件的DC電容器的電壓水平。
[0045]圖2示出了補(bǔ)償系統(tǒng)1-1的第一示例。除了這一特定示例中的半導(dǎo)體單元5是包括諸如IGBT的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件4的單元轉(zhuǎn)換器5-1之外，補(bǔ)償系統(tǒng)1-1總體上具有與補(bǔ)償系統(tǒng)I相同的結(jié)構(gòu)。所要注意的是，單元轉(zhuǎn)換器中的其它半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件也可能處于權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
[0046]每個(gè)相位支柱6具有串聯(lián)連接，借此形成鏈?zhǔn)芥溄拥膯卧D(zhuǎn)換器的多個(gè)單元轉(zhuǎn)換器5-1。在圖1中，一個(gè)相位的鏈?zhǔn)芥溄拥膯卧D(zhuǎn)換器5-1定義了半導(dǎo)體單元5。
[0047]每個(gè)單元轉(zhuǎn)換器5-1由控制元件(未示出)所控制。補(bǔ)償系統(tǒng)1-1可以針對(duì)每個(gè)單元轉(zhuǎn)換器具有單獨(dú)的控制元件，或者可替換地，可以具有向一個(gè)相位支柱的每個(gè)單元轉(zhuǎn)換器提供單獨(dú)的控制信號(hào)的中央控制元件。可替換地，中央控制元件可以被布置為針對(duì)所有相位支柱的每個(gè)單元轉(zhuǎn)換器提供單獨(dú)的控制信號(hào)?？刂圃梢员徊贾脼榛趨⒖夹盘?hào)以及電力系統(tǒng)2在補(bǔ)償系統(tǒng)1-1與之相連接時(shí)所提供的AC電壓而借助于控制信號(hào)對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件4進(jìn)行開(kāi)關(guān)。
[0048]每個(gè)單元轉(zhuǎn)換器5-1進(jìn)一步包括用于對(duì)來(lái)自單元轉(zhuǎn)換器的輸出的電壓水平進(jìn)行控制的DC電容器8。每個(gè)DC電容器的電壓優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)被保持在設(shè)置點(diǎn)數(shù)值，從而使得補(bǔ)償器3-1能夠在需要時(shí)向電力系統(tǒng)2提供功率補(bǔ)償。特別地，補(bǔ)償器3-1總體上應(yīng)當(dāng)總是處于其能夠向電力系統(tǒng)2提供即時(shí)補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)。通過(guò)也能夠在例如非對(duì)稱條件期間對(duì)DC電容器的DC電壓水平進(jìn)行控制，Y型補(bǔ)償器3實(shí)質(zhì)上能夠在任何時(shí)候向電力系統(tǒng)2提供補(bǔ)償。
[0049]補(bǔ)償系統(tǒng)1-1還可以包括用于基于相應(yīng)設(shè)置點(diǎn)數(shù)值而經(jīng)由零序電流對(duì)DC電容器的電壓進(jìn)行控制的器件。
[0050]濾波器裝置9-1包括曲折接線變壓器9-2以及與曲折接線變壓器9-2串聯(lián)連接的電容器C?？蛇x地，濾波器裝置9-1包括與電容器C串聯(lián)連接的電抗器L。曲折接線變壓器9-2的屬性允許針對(duì)每個(gè)相位支柱6-1、6-2、6-3的電路10實(shí)質(zhì)上針對(duì)正序電流和負(fù)序電流充當(dāng)開(kāi)路電路，并且針對(duì)零序電流充當(dāng)閉合電路。[0051]作為針對(duì)曲折接線變壓器9-2的可替換形式，可以在濾波器裝置中采用諸如常規(guī)電力變壓器的變壓器。在這種情況下，變壓器的初級(jí)繞組在補(bǔ)償器的第一側(cè)與所述補(bǔ)償器的相位支柱Y型連接。此外，在下文中被稱作變壓器中性點(diǎn)的變壓器的Y型連接的初級(jí)側(cè)的中性點(diǎn)與電容器串聯(lián)連接，并且可選地還與電抗器L串聯(lián)連接。電容器連接到補(bǔ)償器的Y型連接的第二側(cè)的中性點(diǎn)N。變壓器的次級(jí)側(cè)為三角型連接。所述次級(jí)側(cè)的次級(jí)繞組能夠例如饋送用于補(bǔ)償器的輔助電源。
[0052]電容器C連同曲折接線變壓器的阻抗或者如以上所描述變化形式之中的變壓器的阻抗一起定義了濾波器，所述濾波器被布置為阻止零序電流的基頻。在一種變化形式中，濾波器是被布置為僅允許諸如零序電流的3次諧波的一個(gè)諧波從其中通過(guò)的帶通濾波器。
[0053]通過(guò)提供濾波器裝置9-2，零序電流Itl能夠流過(guò)針對(duì)每個(gè)相位支柱6-1、6-2、6_3的閉合電路。DC電容器的電壓水平可以借此被控制從而使得DC電容器8的DC電壓水平在沒(méi)有電流從電力系統(tǒng)2提供至相位支柱6-1、6-2、6-3時(shí)對(duì)應(yīng)于其設(shè)置點(diǎn)數(shù)值。有利地，當(dāng)在電力系統(tǒng)2中需要補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償器3將能夠?qū)嵸|(zhì)上提供瞬時(shí)的功率補(bǔ)償，這是因?yàn)镈C電容器8具有實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于其設(shè)置點(diǎn)數(shù)值的電壓水平。
[0054]當(dāng)電力系統(tǒng)2處于提供例如正序電流的正常操作狀態(tài)時(shí)，曲折接線變壓器9-2的阻抗將非常高并且實(shí)質(zhì)上充當(dāng)開(kāi)路電路。因此，在這種情況下將沒(méi)有電流在電路10中流動(dòng)。
[0055]在優(yōu)選實(shí)施例中，補(bǔ)償器3-1是STATCOM。所要注意的是，單元轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)并不局限于圖2的結(jié)構(gòu)。確實(shí)，單元轉(zhuǎn)換器能夠具有例如在STATCOM元件中采用的任意拓?fù)洹?br> [0056]圖3示出了補(bǔ)償系統(tǒng)1-2的第二示例。除了第二示例中針對(duì)每個(gè)相位支柱6-1、6-2>6-3的半導(dǎo)體元件5是反并聯(lián)稱合的晶閘管14,以及每個(gè)相位支柱6-1、6-2、6-3包括附加電抗器12之外，補(bǔ)償系統(tǒng)1-2總體上具有與補(bǔ)償系統(tǒng)I相同的結(jié)構(gòu)。特別地，補(bǔ)償器3-2是晶閘管控制的電抗器(TCR)
[0057]晶閘管14可由控制單元(未示出)進(jìn)行控制。補(bǔ)償系統(tǒng)1-2可以針對(duì)每個(gè)晶閘管14具有單獨(dú)的控制單元，或者可替換地，可以具有針對(duì)一個(gè)相位支柱的每個(gè)晶閘管14提供單獨(dú)的控制信號(hào)的中央控制單元?？商鎿Q地，所述中央控制單元可以被布置為針對(duì)所有相位支柱向每個(gè)晶閘管14提供單獨(dú)的控制信號(hào)。所述控制單元可以借此被布置為基于參考信號(hào)以及電力系統(tǒng)2所提供的AC電壓而借助于控制信號(hào)對(duì)晶閘管14進(jìn)行開(kāi)關(guān)。
[0058]濾波器裝置9-2是參考圖2所描述的相同濾波器裝置，并且因此如以上已經(jīng)闡明的，能夠包括常規(guī)變壓器或曲折接線變壓器。
[0059]補(bǔ)償系統(tǒng)1-3提供TCR，TCR截獲由于晶閘管14的開(kāi)關(guān)而生成的3次、9次、…、(3n)次諧波。特別地，諧波含量被截獲在針對(duì)每個(gè)相位支柱6-1、6-2、6-3的電路中。[0060]本公開(kāi)支持諸如靜態(tài)VAR補(bǔ)償器或STATCOM的補(bǔ)償器的Y型連接，并且可以被用于電網(wǎng)中的高壓應(yīng)用。
[0061]本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到，本發(fā)明絕非局限于以上所描述的示例。與之相反，可能在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)進(jìn)行許多修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電力系統(tǒng)(2)的補(bǔ)償系統(tǒng)(I ；1-1 ;1-2),其中所述補(bǔ)償系統(tǒng)(I ；1-1 ；1-2)包括: 補(bǔ)償器(3 ；3-1 ;3-2)，其包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件(4 ;14)，所述補(bǔ)償器(3 ;3_1 ;3_2)具有相位支柱(6-1 ；6-2 ;6-3)，所述相位支柱在所述補(bǔ)償器的第一側(cè)(13)上定義用于連接到所述電力系統(tǒng)(2)的對(duì)應(yīng)相位(11-1，11_2，11-3)的AC輸入，其中所述相位支柱(6-1，6-2，6-3)在所述補(bǔ)償器(3 ;3-1 ;3-2)的第二側(cè)(15)處以Y型連接進(jìn)行連接，所述Y型連接具有中性點(diǎn)(N)，以及 濾波器裝置(9 ;9-1)，所述濾波器裝置(9 ;9-1)在其第一側(cè)處連接至所述Y型連接的所述中性點(diǎn)(N)，并且在第二側(cè)處連接至所述AC輸入以借此與所述補(bǔ)償器(3 ；3-1 ;3-2)形成電路(10)， 其中所述濾波器裝置(9 ；9-1)被布置為從而使得所述電路(10)實(shí)質(zhì)上針對(duì)正序電流和電壓以及負(fù)序電流或電壓充當(dāng)開(kāi)路電路，并且針對(duì)零序電流充當(dāng)閉合電路，其中所述濾波器裝置(9 ；9-1)進(jìn)一步被布置為阻止具有基頻的零序電流通過(guò)并且允許所述零序電流的諧波從其中通過(guò)，借此所述零序電流的所述諧波能夠流過(guò)所述閉合電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I；1-1 ;1_2)，其中所述濾波器裝置(9 ;9-1)被布置為允許所述零序電流的三次諧波通過(guò)所述濾波器裝置(9 ;9-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I；1-1 ;1_2)，其中所述濾波器裝置(9 ；9-1)包括允許所述諧波從其中通過(guò)的帶通濾波器。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng) 權(quán)利要求所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I;1_1)，其中所述濾波器裝置(9 ；9-1)包括曲折接線變壓器(9-2)以及與所述曲折接線變壓器(9-2)串聯(lián)連接的電容器(C)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I；1-1 ;1_2)，其中所述濾波器裝置(9 ;9-2)包括與所述曲折接線變壓器(9-2)和所述電容器(C)串聯(lián)連接的電抗器(I)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I；1-1 ;1_2)，其中所述濾波器裝置(9)包括在其初級(jí)側(cè)經(jīng)由提供變壓器中性點(diǎn)的Y型連接而連接至所述AC輸入的變壓器，所述變壓器中性點(diǎn)與所述補(bǔ)償器(3 ；3-1 ；3-2)的所述中性點(diǎn)(N)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I；1-1 ;1_2)，其中所述濾波器裝置(9)包括與所述變壓器串聯(lián)連接的電容器(C)，所述電容器(C)被布置在所述變壓器中性點(diǎn)和所述補(bǔ)償器的所述中性點(diǎn)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I；1-1 ;1_2)，其中所述濾波器裝置(9)包括與所述變壓器串聯(lián)連接的電抗器。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I；1-1 ;1_2)，其中所述補(bǔ)償器(3 ；3-2)是晶閘管控制的電抗器，其中每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件是晶閘管(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I其中每個(gè)相位支柱(6-1，6-2，6-3)具有串聯(lián)連接的多個(gè)單元轉(zhuǎn)換器(5-1)并且每個(gè)單元轉(zhuǎn)換器(5-1)包括DC電容器(8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I;1-1)，包括用于在所述零序電流的所述諧波在所述閉合電路中流動(dòng)時(shí)經(jīng)由所述零序電流的所述諧波對(duì)每個(gè)DC電容器(8)的所述電壓進(jìn)行控制的器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I;1_1)，其中每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件(4)是IGBT。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的補(bǔ)償系統(tǒng)(I ;1_1)，其中所述補(bǔ)償器(3-1)是STATCOMO`
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK103597692SQ201180071054
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月10日
【發(fā)明者】J-P·哈斯勒 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司