一种链式STATCOM直流母线电压控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种链式STATCOM直流母线电压控制装置，属于无功补偿技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种链式STATCOM直流母线电压控制装置；解决该技术问题采用的技术方案为：本装置包括DC/DC变换器和STATCOM链节单元，DC/DC变换器的直流输出端与STATCOM链节单元的直流输出端相连，DC/DC变换器的直流输入端与变电站用直流电源的输出端相连，多个结构相同的STATOM链节单元级联形成一条STATCOM换流链，三条STATCOM换流链的头部各自通过一个电抗器连接至交流电源的不同相上，三条STATCOM换流链的尾部连接于中性线；本实用新型专利技术可广泛应用于无功补偿领域。

A chain STATCOM DC bus voltage control device

The utility model relates to a chain-type STATCOM DC bus voltage control device, belonging to the technical field of reactive power compensation; the technical problem to be solved is to provide a chain-type STATCOM DC bus voltage control device; the technical scheme adopted to solve the technical problem is: the device comprises a DC/DC converter and a STATCOM link unit, and a DC/DC converter. The DC output end of the converter is connected with the DC output end of the STATCOM link unit. The DC input end of the DC/DC converter is connected with the output end of the DC power supply used in the substation. A STATCOM commutation chain is formed by cascading several identical STATOM link units. The heads of the three STATCOM commutation chains are connected to each other through a reactor. The tail of three STATCOM converter chains is connected to the neutral line in different phases of AC power supply; the utility model can be widely used in the field of reactive power compensation.

【技术实现步骤摘要】
一种链式STATCOM直流母线电压控制装置
本技术一种链式STATCOM直流母线电压控制装置，属于无功补偿

技术介绍
静止同步补偿器（StaticSynchronousCompensator，STATCOM）在无功补偿时具有响应速度快、体积小、功率调节范围宽、不易引起谐振等优点，在工业和新能源领域获得了广泛应用。为了实现高压大容量和满足并网点的电能质量要求，高压（大于380V）STATCOM普遍采用链式结构，如图1所示。在35kV及以下电压等级应用时，为了降低成本，普遍采用星型结构。链式STATCOM结构中，每相换流链都是由多个链节单元级联组成，每个级联单元都包括全控型大功率器件、支撑电容及其触发、控制和保护电路。实际应用中，STATCOM主要用来补偿电弧炉、电力机车和新能源并网等冲击性甚至不对称负荷的无功需求，这些负荷对无功补偿的速度提出了严苛要求。比如在新能源应用领域，由于STATCOM的补偿速度，跟不上新能源对无功补偿速度的要求，导致新能源需要无功补偿时，补偿速度不够，新能源并网点恢复正常时，又会导致并网点电压升高，从而出现了过补偿现象，新能源发电设备面临着一会儿要进行低电压穿越，一会儿又要进行高电压穿越的现象，严重时，甚至会导致新能源发电设备跳闸。针对冲击性和不平衡负荷，技术申请CN105071418A在指出其他控制方法具有控制算法复杂，计算量大等缺点的基础上，又提出了非线性解耦与重复控制相结合的双环叠加控制方法，其计算量和控制算法的复杂程度未必有多大的改善。从理论上分析，采用自励方式控制的STATCOM装置，虽然可以省去励磁装置，但相比其带来的控制的复杂性，以及对STATCOM装置运行稳定性、售后服务的费用而言，其带来的优点几乎可以忽略。这是因为链式STACOM装置三相换流链是由多个相同链节单元构成，链节单元在硬件上不可能做到完全一致，实际上各个链节参数必然存在着一些差异。对直流母线取能的STATCOM而言，在启动过程中，各链节直流电容电压不平衡，会引起STATCOM不能正常启动，甚至导致直流侧电容过电压，威胁装置安全。此外，在电网电压发生波动时，一方面会造成全控器件瞬态过电流，另一方面也会造成链节直流电容母线电压过高或过低，从而导致STATCOM退出运行。
技术实现思路
本技术一种链式STATCOM直流母线电压控制装置，克服了现有技术存在的不足，提供了一种利用站用电结合少量储能的方式，通过高频电力电子变压器来稳定直流母线电压的链式STATCOM直流母线电压控制装置。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种链式STATCOM直流母线电压控制装置,包括DC/DC变换器和STATCOM链节单元，STATOM链节单元包括H桥、直流支撑电容C、正极直流输入接口DC+和负极直流输入接口DC-，H桥和直流支撑电容C串联，直流支撑电容C的正极与正极直流输入接口DC+相连，直流支撑电容C的负极与负极直流输入接口DC-相连，DC/DC变换器的正极输出端DCn+与正极直流输入接口DC+相连，DC/DC变换器的负极输出端DCN-与负极直流输入接口DC-相连，DC/DC变换器的直流输入端与变电站用直流电源的输出端相连，变电站用直流电源用于保持STATCOM链节单元内直流电压的稳定，多个结构相同的STATOM链节单元级联形成一条STATCOM换流链，三条STATCOM换流链的头部各自通过一个电抗器连接至交流电源的不同相上，三条STATCOM换流链的尾部连接于中性线。进一步，所述变电站用直流电源的输出电压为110V或220V，所述变电站用直流电源包括蓄电池组。进一步，所述DC/DC变换器为背靠背全桥双向DC/DC变换器，背靠背全桥双向DC/DC变换器包括高绝缘电压高频变压器T。与现有技术相比，本技术具有的有益效果为：本装置简化了STATCOM的软件控制复杂程度，将软件实现的部分功能改用硬件控制电路来实现；本装置提高了STATCOM的响应速度；本装置不使用软启动柜，整体体积不会增加太多减少了STATCOM链节直流母线电压控制环节，降低了软件计算的工作量，加快了STATCOM响应时间和STATCOM应用场景（比如三相不对称等）。附图说明图1为现有的链式STATCOMY型接入系统原理图；图2为本技术的电路结构示意图；图3为本技术中变电站用直流电源与DC/DC变换器的电路连接示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的说明。如图2、图3所示，本技术一种链式STATCOM直流母线电压控制装置,包括DC/DC变换器和STATCOM链节单元，STATOM链节单元包括H桥、直流支撑电容C、正极直流输入接口DC+和负极直流输入接口DC-，H桥和直流支撑电容C串联，直流支撑电容C的正极与正极直流输入接口DC+相连，直流支撑电容C的负极与负极直流输入接口DC-相连，DC/DC变换器的正极输出端DCn+与正极直流输入接口DC+相连，DC/DC变换器的负极输出端DCN-与负极直流输入接口DC-相连，DC/DC变换器的直流输入端与变电站用直流电源的输出端相连，变电站用直流电源用于保持STATCOM链节单元内直流电压的稳定，多个结构相同的STATOM链节单元级联形成一条STATCOM换流链，三条STATCOM换流链的头部各自通过一个电抗器连接至交流电源的不同相上，三条STATCOM换流链的尾部连接于中性线。变电站用直流电源的输出电压为110V或220V变电站用直流电源也可以使用蓄电池组。DC/DC变换器为背靠背全桥双向DC/DC变换器，背靠背全桥双向DC/DC变换器包括高绝缘电压高频变压器T。本装置中，链式STATCOM的链节单元由两端口变成四端口，即除了链节单元固有的交流输入接口外，新增加了直流接口（DCn+和DCn-），所有STATCOM链节单元新增直流接口，通过DC/DC变换器与变电站用直流电源的正负极相连；使用背靠背全桥双向DC/DC变换器，升压后输出直流电压为800～1200V，能量可以双向流动。由于新增DC/DC变换器的低压侧（DC+和DC-）并联在一起，故理论上DC/DC变换器的高压侧（DCn+和DCn-）将会被自动稳压；STATCOM链节单元实现了自动稳压后，STATCOM整体直流电压将实现稳定，STATCOM本身只负责进行无功补偿，将会大大减轻STATCOM本身的控制算法复杂性，实现STATCOM快速进行无功补偿。上面结合附图对本技术的实施例作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种链式STATCOM直流母线电压控制装置,其特征在于：包括DC/DC变换器和STATCOM链节单元，STATOM链节单元包括H桥、直流支撑电容C、正极直流输入接口DC+和负极直流输入接口DC‑，H桥和直流支撑电容C串联，直流支撑电容C的正极与正极直流输入接口DC+相连，直流支撑电容C的负极与负极直流输入接口DC‑相连，DC/DC变换器的正极输出端DCn+与正极直流输入接口DC+相连，DC/DC变换器的负极输出端DCn‑与负极直流输入接口DC‑相连，DC/DC变换器的直流输入端与变电站用直流电源的输出端相连，变电站用直流电源用于保持STATCOM链节单元内直流电压的稳定，多个结构相同的STATOM链节单元级联形成一条STATCOM换流链，三条STATCOM换流链的头部各自通过一个电抗器连接至交流电源的不同相上，三条STATCOM换流链的尾部连接于中性线。

【技术特征摘要】
1.一种链式STATCOM直流母线电压控制装置,其特征在于：包括DC/DC变换器和STATCOM链节单元，STATOM链节单元包括H桥、直流支撑电容C、正极直流输入接口DC+和负极直流输入接口DC-，H桥和直流支撑电容C串联，直流支撑电容C的正极与正极直流输入接口DC+相连，直流支撑电容C的负极与负极直流输入接口DC-相连，DC/DC变换器的正极输出端DCn+与正极直流输入接口DC+相连，DC/DC变换器的负极输出端DCn-与负极直流输入接口DC-相连，DC/DC变换器的直流输入端与变电站用直流电源的输出端相连，变电站用直流电源用于保持STATCOM链节单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春叶，李胜，李刚，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：新型
国别省市：山西,14