本发明专利技术公开了属于电力系统柔性交流输配电和电力电子技术领域的一种基于MMC的三相UPQC拓扑电路。它由并联模块、串联模块、输电线路A相线路、输电线路B相线路、输电线路C相线路、第一隔离变压器、第二隔离变压器和第三隔离变压器组成。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术使统一电能质量控制器并联模块无需变压器便可方便的直挂于中高压配电系统的输电线路，从而降低了设备投资及设备损耗，节省了空间。模块化设计可以方便地提高装置冗余度，增加装置的运行可靠性；也利于标准化、社会化的大规模生产，缩短了设备的生产周期，进而降低了设备的生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统柔性交流输配电和电力电子
，特别涉及一种基于 MMC的三相UPQC拓扑电路。
技术介绍
现代工业、商业和居民用电设备，如高性能办公设备、精密实验仪器、变频调速设备、可编程逻辑控制器、各种自动生产线以及计算机系统等对电源特性变化敏感性呈逐年上升趋势，对电能质量的要求不断提高。电能质量控制技术的研究具有巨大的经济和社会效益，是电力研究领域中的一个热点。电压暂升、电压暂降、三相不平衡电压、谐波电压、无功电流、谐波电流、不平衡电流等电能质量问题的危害日趋严重。但目前现有的装置大都以并联或串联的方式接入系统，且只能解决部分电能质量问题。随着配电网结构和电力负荷成分的日趋复杂，各种电能质量问题在同一配电系统中或在同一用电负荷中同时出现的情况也会越来越多。如果在同一配电母线上既有电压敏感负荷又有非线性负荷和冲击负荷，就需要同时安装电压补偿装置和电流补偿装置。若针对每一种电能质量问题都单独采取一种类型的治理装置，将会大大增加治理成本，还会增加装置运行维护的复杂程度，并且各装置之间还存在着协调配合问题。统一电能质量控制器(UnifiedPower Quality Conditioner, UPQC)作为功能强大的电能质量综合补偿装置，其串联、并联单元可解耦后独立运行实现各自功能，也可联合运行实现统一的综合功能。当大容量统一电能质量控制器接入高压系统时，现有技术主要是通过两种方式接入系统1)并联部分采用三相两电平或三电平变流器结构，逆变输出通过变压器接入系统；串联部分采用与并联部分相同结构通过隔离变压器或直接串入系统；串并联部分通过变流器直流侧相连，两部分变流器共用直流电容。2)并联部分采用单相低压H桥结构，H桥通过移相多绕组变压器接入系统；串联部分采用相同低压H桥结构，每个H桥直流侧通过一个并联电容与并联侧对应的H桥连接，H桥逆变侧通过级联后串入系统。此两种方式，并联侧均需通过变压器接入系统，从而增大了设备的生产成本及占地要求，也增加了设备的损耗。此外，第一种方式由于受到开关器件耐压和通流能力的限制，限制了变流器的工作电压，从而限制了该结构统一电能质量控制器向更高电压、更大容量的应用空间。第二种方式由于采用特制的多绕组变压器，变压器与H桥之间的连接线众多，装置内部结构复杂，且此种复杂程度会随着电压和容量的上升而更为复杂，这些都不利于生产和日常维护，也限制了该结构在更高电压、更大容量的应用。
技术实现思路
本专利技术针对上述缺陷公开了一种基于MMC的三相UPQC拓扑电路。它的结构如下 并联模块分别连接串联模块、输电线路A相线路、输电线路B相线路和输电线路C相线路， 第一隔离变压器、第二隔离变压器和第三隔离变压器的原边绕组分别安装在输电线路A相线路、输电线路B相线路和输电线路C相线路上，第一隔离变压器的副边绕组的一端连接串联模块中的第一电抗器和第二电抗器的公共节点，第二隔离变压器的副边绕组的一端连接串联模块中的第三电抗器和第四电抗器的公共节点，第三隔离变压器的副边绕组的一端连接串联模块中的第五电抗器和第六电抗器的公共节点。第一隔离变压器的副边绕组的另一端、第二隔离变压器的副边绕组的另一端和第三隔离变压器的副边绕组的另一端连接在一起。所述并联模块与串联模块的结构均为 第I上桥臂A相模块化多电平变流器功率模块至第N上桥臂A相模块化多电平变流器功率模块依次串联连接构成上桥臂A相电路， 第I上桥臂B相模块化多电平变流器功率模块至第N上桥臂B相模块化多电平变流器功率模块依次串联连接构成上桥臂B相电路；第I上桥臂C相模块化多电平变流器功率模块至第N上桥臂C相模块化多电平变流器功率模块依次串联连接构成上桥臂C相电路，第I下桥臂A相模块化多电平变流器功率模块至第N下桥臂A相模块化多电平变流器功率模块依次串联连接构成下桥臂A相电路，第I下桥臂B相模块化多电平变流器功率模块至第N下桥臂B相模块化多电平变流器功率模块依次串联连接构成下桥臂B相电路，第I下桥臂C相模块化多电平变流器功率模块至第N下桥臂C相模块化多电平变流器功率模块依次串联连接构成下桥臂C相电路；第一电抗器连接第N上桥臂A相模块化多电平变流器功率模块的第二公共端，第二电抗器连接第I下桥臂A相模块化多电平变流器功率模块的第一公共端， 第三电抗器连接第N上桥臂B相模块化多电平变流器功率模块的第二公共端，第四电抗器连接第I下桥臂B相模块化多电平变流器功率模块的第一公共端，第五电抗器连接第N上桥臂C相模块化多电平变流器功率模块的第二公共端，第六电抗器连接第I下桥臂C相模块化多电平变流器功率模块的第一公共端。所述N为大于I的偶数。所述并联模块的第I上桥臂A相模块化多电平变流器功率模块、并联模块的第I 上桥臂B相模块化多电平变流器功率模块、并联模块的第I上桥臂C相模块化多电平变流器功率模块、串联模块的第I上桥臂A相模块化多电平变流器功率模块、串联模块的第I上桥臂B相模块化多电平变流器功率模块和串联模块的第I上桥臂C相模块化多电平变流器功率模块以上六者的第一公共端连接在一起；并联模块的第N下桥臂A相模块化多电平变流器功率模块、并联模块的第N下桥臂B相模块化多电平变流器功率模块、并联模块的第N下桥臂C相模块化多电平变流器功率模块、串联模块的第N下桥臂A相模块化多电平变流器功率模块、串联模块的第N下桥臂 B相模块化多电平变流器功率模块和串联模块的第N下桥臂C相模块化多电平变流器功率模块以上六者的第二公共端连接在一起； 输电线路A相线路连接并联模块中的第一电抗器和第二电抗器的公共节点，输电线路B相线路连接并联模块中的第三电抗器和第四电抗器的公共节点，输电线路C相线路连接并联模块中的第五电抗器和第六电抗器的公共节点。所述第I上桥臂A相模块化多电平变流器功率模块至第N上桥臂A相模块化多电平变流器功率模块、第I上桥臂B相模块化多电平变流器功率模块至第N上桥臂B相模块化多电平变流器功率模块、第I上桥臂C相模块化多电平变流器功率模块至第N上桥臂C 相模块化多电平变流器功率模块、第I下桥臂A相模块化多电平变流器功率模块至第N下桥臂A相模块化多电平变流器功率模块、第I下桥臂B相模块化多电平变流器功率模块至第N下桥臂B相模块化多电平变流器功率模块以及第I下桥臂C相模块化多电平变流器功率模块至第N下桥臂C相模块化多电平变流器功率模块具有相同的结构，它们的结构均为 反并联第一续流二极管Dl的第一 IGBT器件Il与反并联第二续流二极管D2的第二 IGBT 器件12串联，然后与直流电容C并联，第一晶闸管SI和第二晶闸管S2反并联构成晶闸管模块SCR，第一公共端a连接第一 IGBT器件Il和第二 IGBT器件12的公共节点，第二公共端b连接第二 IGBT器件12和直流电容C的公共节点，在第一公共端a和第二公共端b之间并联晶闸管模块SCR。本专利技术的有益效果为本专利技术提供一种基于模块化多电平变流器的统一电能质量控制器拓扑结构，该结构使统一电能质量控制器并联模块无需变压器便可方便的直挂于中高压配电系统的输电线路，从而降低了设备投资及设备损耗，节省了空间。模块化设计可以方便地提高装置冗余度，增加装置的运行可靠性；也利于标准化、社会化的大规模生产，缩短了设备的生产周期，进而降低了设备的生产成本；此外，多本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龙云波，袁敞，肖湘宁，徐永海，郝君伟，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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