一種串聯(lián)電流源控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種串聯(lián)電流源控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]潮流控制是輸電網(wǎng)面臨的核心技術(shù)難題。目前潮流控制器主要有兩種類型，一種是通過(guò)改變線路的等效阻抗，如圖1所示的美國(guó)專利US00542495 “輸電線潮流控制”，這種方法控制潮流時(shí)不能連續(xù)、精確調(diào)節(jié)，控制精度較差，另外還會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)一定的諧波，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量。另一種是通過(guò)在線路上串入一個(gè)可控的電壓源來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖2所示的專利Ι09605642Α?！ㄓ每焖俪绷骺刂破鳌?，這種方法受大容量開關(guān)器件開關(guān)頻率的限制，其輸出的高次諧波含量較高，會(huì)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服已有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種串聯(lián)電流源控制器，它將等效電流源通過(guò)電流源變流器、變流器側(cè)濾波電容、濾波電感、電網(wǎng)側(cè)濾波電容和變壓器與電網(wǎng)串聯(lián)連接。電流源變流器通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制，輸出幅值可控的高頻脈沖電流，該電流通過(guò)變流器側(cè)濾波電容后，濾去高次諧波電流，并在變流器側(cè)濾波電容上形成幅值可控的電壓，該電壓經(jīng)過(guò)濾波電感和電網(wǎng)側(cè)濾波電容，進(jìn)一步濾去了高次諧波電壓，形成了高質(zhì)量的輸出電壓作用在變壓器的副邊的兩端，并通過(guò)變壓器進(jìn)行電壓幅值的線性變換后，形成串聯(lián)電壓源串聯(lián)在電網(wǎng)上。通過(guò)在電網(wǎng)上輸出串聯(lián)電壓，該串聯(lián)電流源控制器可用于對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行潮流控制，由于其輸出串聯(lián)電壓的諧波含量小，可以克服已有發(fā)明的不足，滿足電網(wǎng)高質(zhì)量潮流控制的需求。
[0004]本發(fā)明串聯(lián)電流源控制器有以下兩種結(jié)構(gòu)形式:
[0005]1、本發(fā)明串聯(lián)電流源控制器的三相結(jié)構(gòu)如下:第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)組成第一電流源變流器；第一開關(guān)的陰極與第四開關(guān)的陽(yáng)極相連，其連接點(diǎn)為第三交流連接點(diǎn)；第一開關(guān)與第四開關(guān)構(gòu)成第一電流源逆變器的第一半橋；第二開關(guān)的陰極與第五開關(guān)的陽(yáng)極相連，其連接點(diǎn)為第二交流連接點(diǎn)；第二開關(guān)與第五開關(guān)構(gòu)成第一電流源逆變器的第二半橋；第三開關(guān)的陰極與第六開關(guān)的陽(yáng)極相連，其連接點(diǎn)為第一交流連接點(diǎn)；第三開關(guān)與第六開關(guān)構(gòu)成第一電流源逆變器的第三半橋；第一開關(guān)的陽(yáng)極、第二開關(guān)的陽(yáng)極和第三開關(guān)的陽(yáng)極連接在一起，其連接點(diǎn)為第一直流連接點(diǎn)；第四開關(guān)的陰極、第五開關(guān)的陰極和第六開關(guān)的陰極連接在一起，其連接點(diǎn)為第二直流連接點(diǎn)；第一等效電流源的電流流入端與第二直流連接點(diǎn)相連，第一等效電流源的電流流出端與第一直流連接點(diǎn)相連；第一交流連接點(diǎn)、第一電感的一端、第一電容器的一端相互連接；第二交流連接點(diǎn)、第二電感的一端、第二電容器的一端相互連接；第三交流連接點(diǎn)、第三電感的一端、第三電容器的一端相互連接；第一電容的另一端、第二電容器的另一端、第三電容的另一端相互連接構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)；第一電感的另一端與第四電容的一端相連；第二電感的另一端與第五電容的一端相連；第三電感的另一端與第六電容的一端相連；第四電容的另一端、第五電容器的另一端、第六電容的另一端相互連接構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)；第四電容的兩端分別與第一變壓器副邊的兩端連接；第五電容的兩端分別與第二變壓器副邊的兩端連接；第六電容的兩端分別與第三變壓器副邊的兩端連接；第一變壓器原邊的兩端分別與外部電路第一相的輸入端和外部電路第一相的輸出端相連；第二變壓器原邊的兩端分別與外部電路第二相的輸入端和外部電路第二相的輸出端相連；第三變壓器原邊的兩端分別與外部電路第三相的輸入端和外部電路第三相的輸出端相連；所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)均為逆阻型開關(guān)，或者由逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)；所述的第一電流源變流器為兩電平三相電流源變流器，或采用多電平或多重化等三相電流源變流器來(lái)提高功率輸出等級(jí)。第四交流連接點(diǎn)和第五交流連接點(diǎn)或相互連接。
[0006]對(duì)所述結(jié)構(gòu)形式的串聯(lián)電流源控制器的控制方法如下:第一電流源變流器通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制，輸出幅值可控的三相高頻脈沖電流，該三相高頻脈沖電流通過(guò)變流器側(cè)的第一電容、第二電容和第三電容后，濾去高次諧波電流，并在第一電容、第二電容和第三電容上形成幅值可控的三相電壓，該三相電壓經(jīng)過(guò)第一電感、第二電感、第三電感、第四電容、第五電容和第六電容，進(jìn)一步濾去高次諧波電壓，所形成的三相輸出電壓分別作用在第一變壓器的副邊的兩端、第二變壓器副邊的兩端和第三變壓器副邊的兩端，并通過(guò)變壓器進(jìn)行電壓幅值的線性變換后，形成串聯(lián)電壓源串聯(lián)在三相外部電路上，對(duì)三相外部電路實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電壓補(bǔ)償或者潮流控制的功能。
[0007]2、本發(fā)明另一種串聯(lián)電流源控制器的單相結(jié)構(gòu)如下:第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)組成第一電流源變流器；第一開關(guān)的陰極與第二開關(guān)的陽(yáng)極相連，其連接點(diǎn)為第一交流連接點(diǎn)；第一開關(guān)與第二開關(guān)構(gòu)成第一電流源逆變器的第一半橋；第三開關(guān)的陰極與第四開關(guān)的陽(yáng)極相連，其連接點(diǎn)為第二交流連接點(diǎn)；第三開關(guān)與第四開關(guān)構(gòu)成第一電流源逆變器的第二半橋；第一開關(guān)的陽(yáng)極和第三開關(guān)的陽(yáng)極相連，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)；第二開關(guān)陰極和第四開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)；第一等效電流源的電流流出端與第一直流連接點(diǎn)相連；第一等效電流源的電流流入端與第二直流連接點(diǎn)相連；第一電容器的兩端分別與第一交流連接點(diǎn)和第二交流連接點(diǎn)相連；第一電感的一端與第一交流連接點(diǎn)相連，第一電感的另一端與第二電容的一端相連；第二電容器的另一端與第二交流連接點(diǎn)相連；第二電容的兩端分別與第一變壓器副邊的兩端相連；第一變壓器原邊的兩端分別與外部電路的輸入端和外部電路的輸出端相連；所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)均為逆阻型開關(guān)，或者用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)；所述的第一電流源變流器為單相兩電平電流源變流器，或采用多電平或多重化等單相電流源變流器來(lái)提高功率輸出等級(jí)。當(dāng)?shù)诙娙萆系碾妷悍的軌驖M足需要時(shí)，第一變壓器可省略，第二電容的兩端直接與外部電路串聯(lián)。
[0008]對(duì)所述的這種結(jié)構(gòu)形式的串聯(lián)電流源控制器的控制方法如下:第一電流源變流器通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制，輸出幅值可控的單相高頻脈沖電流，該單相高頻脈沖電流通過(guò)變流器側(cè)的第一電容后，濾去高次諧波電流，并在第一電容上形成幅值可控的單相電壓，該單相電壓經(jīng)過(guò)第一電感和第二電容，進(jìn)一步濾去高次諧波電壓，所形成的單相輸出電壓作用在第一變壓器副邊的兩端，并通過(guò)變壓器進(jìn)行電壓幅值的線性變換后，形成串聯(lián)電壓源串聯(lián)在單相外部電路上，對(duì)單相外部電路實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電壓補(bǔ)償或者潮流控制的功能。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為美國(guó)專利US00542495 “輸電線潮流控制”的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖2為專利WO 9605642A1 “通用快速潮流控制器”的控制框圖；
[0011]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0014]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)如下:第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6組成第一電流源變流器CSCl ;第一開關(guān)SI的陰極與第四開關(guān)S4的陽(yáng)極相連，其連接點(diǎn)為第三交流連接點(diǎn)PA3 ;第一開關(guān)SI與第四開關(guān)S4構(gòu)成第一電流源逆變器CSCl的第一半橋HBl ;第二開關(guān)S2的陰極與第五開關(guān)S5的陽(yáng)極相連，其連接點(diǎn)為第二交流連接點(diǎn)PA2 ;第二開關(guān)S2與第五開關(guān)S5構(gòu)成第一電流源逆變器CSCl的第二半橋HB2 ;第三開關(guān)S3的陰極與第六開關(guān)S6的陽(yáng)極相連，其連接點(diǎn)為第一交流連接點(diǎn)PAl ;第三開關(guān)S3與第六開關(guān)S6構(gòu)成第一電流源逆變器CSCl的第三半橋HB3 ;第一開關(guān)SI的陽(yáng)極、第二開關(guān)S2的陽(yáng)極和第三開關(guān)S3的陽(yáng)極連接在一起，其連接點(diǎn)為第一直流連接點(diǎn)HH ;第四開關(guān)S4的陰極、第五開關(guān)S5的陰極和第六開關(guān)S6的陰極連接在一起，其連接點(diǎn)為第二直流連接點(diǎn)PD2 ;第一等效電流源CS的電流流入端與第二直流連接點(diǎn)PD2相連，第一等效電流源CS的電流流出端與第一直流連接點(diǎn)PDl相連；第一交流連接點(diǎn)PAl、第一電感LI的一端、第一電容器Cl的一端相互連接；第二交流連接點(diǎn)PA2、第二電感L2的一端、第二電容器C2的一端相互連接；第三交流連接點(diǎn)PA3、第三電感L3的一端、第三電容器C3的一端相互連接；第一電容Cl的另一端、第二電容器C2的另一端、第三電容C3的另一端相互連接構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)PA4 ;第一電感LI的另一端與第四電容C4的一端相連；第二電感L2的另一端與第五電容C5的一端相連；第三電感L3的另一端與第六電容C6的一端相連；第四電容C4的另一端、第五電容器C5的另一端、第六電容C6的另一端相互連接構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)PA5 ;第四電容C4的兩端分別與第一變壓器Trl副邊的兩端連接；第五電容C5的兩端分別與第二變壓器Tr2副邊的兩端連接；第六電容C6的兩端分別與第三變壓器Tr3副邊的兩端連接；第一變壓器Trl原邊的兩端分別與外部電路第一相的輸入端PSl和外部電路第一相的輸出端PLl相連；第二變壓器Tr2原邊的兩端分別與外部電路第二相的輸入端PS2和外部電路第二相的輸出端PL2相連；第三變壓器Tr3原邊的兩端分別與外部電路第三相的輸入端PS3和外部電路第三相的輸出端PL3相連；所述第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6均為逆阻型開關(guān)，或者由逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)。
[0015]對(duì)圖3所示的實(shí)施例1的控制方法為:第一電流源變流器CSCl通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制，輸出幅值可控的三相高頻脈沖電流，該三相高頻脈沖電流通過(guò)變流器側(cè)的第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3后，濾去高次諧波電流，并在第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3上形成幅值可控的三相電壓，該三相電壓經(jīng)過(guò)第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電容C4、第五電容C5和第六電容C6，進(jìn)一步濾去高次諧波電壓，所形成的三相輸出電壓分別作用在第一變壓器Trl的副邊的兩端、第二變壓器Tr2副邊的兩端和第三變壓器Tr3副邊的兩