一种超导限流储能电路的制作方法

专利名称：一种超导限流储能电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超导限流储能电路。
背景技术：
随着国民经济的快速发展，社会对电力需求不断增加，带动了电力系统的不断发 展，单机和发电厂容量、变电所容量、城市和中心负荷不断增加，就使得电力系统之间互联， 各级电网中的短路电流水平不断提高，短路故障对电力系统及其相连的电气设备的破坏性 也越来越大。而且，在对电能需求量日益增长的同时，人们对电能质量、供电可靠性和安全 性等也提出了更高的要求。然而，大电网的暂态稳定性问题比较突出，其中最重要的原因之 一是由于常规电力技术缺乏行之有效的短路故障限流技术。目前，世界上广泛采用断路器 对短路电流全额开断，由于短路电流水平与系统的容量直接相关，在断路器的额定开断电 流水平一定的情况下，采用全额开断短路电流将会限制电力系统容量的增长，并且断路器 价格随着其额定开断电流的增加而迅速上升。随着电网容量和规模的扩大，这一问题将变 得更加严重。 与此同时，常规电力技术由于缺乏快速电能存取技术，已经严重阻碍我国电力工 业的发展。首先，随着我国国民经济的不断发展，人们对电能的需求量日益增长，西电东送 和全国联网不可避免，大电网的动态稳定性问题日益突出；其次，随着信息技术和微电子技 术日益广泛地渗透到工业和人们生活的各个领域，进而对电能质量和供电可靠性提出了越 来越高的要求，常规电力技术已经难以适应人们的这种要求。 短路故障限流器是解决短路故障问题的有效途径。它通过在电网发生短路时，在 故障线路中串入阻抗来限制故障电流，以达到保护电力设备和使断路器能可靠开断的目 的。而超导储能系统(SMES)具有反应速度快、功率密度高以及转换效率高的优点，在解决 现有电力系统的动态稳定性问题、提高电能质量和供电可靠性方面可以发挥不可替代作 用。美国专利U.S5，726，848 "故障限流器和交流断路器"，提出了一种短路故障限流器，它 采用一种单相晶闸管整流桥结构，将限流电感并联在整流桥的直流端，通过控制晶闸管的 移相角来限制故障电流。该专利的主要问题是谐波含量高，对负载的影响较大；同时控制 方法较复杂，可靠性低。美国专利US2002/0030952 "超导磁体放电方法及装置"提出了一 种超导储能系统结构，它可实现对关键负载的保护，以提高供电质量，其主要缺点是功能单 一，设备率用率低。中国专利CN100527560C "—种桥路型限流贮能电路"提出了一种可以 同时实现故障限流和负载端电压保护的电路。其主要缺点是只能对一条线路实现故障限流 的功能，另外一条线路实现负载端电压保护的功能。只能适用于特定的场合，适用面窄。中 国专利CN100527559C "—种线间电压补偿型限流贮能电路"提出了一种可以同时实现故障 限流和负载端电压保护的电路，其主要缺点是由于换流器通过限流电感和变压器与电网串 联，由于限流电感的存在，无法稳定控制变压器两端的电压，因此实现负载端电压保护的难 度大，可靠性低。

发明内容
为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种超导限流储能电路，它通用性高，控 制方法简单，可广泛适用于各种三相电网的故障限流，并提高电网的电能质量。
本发明有以下四种结构形式 1、本发明超导限流储能电路结构如下第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、 第五开关和第六开关组成第一电流源变流器；第一开关的阳极与第四开关的阴极相连，构 成第一交流连接点；第二开关的阳极与第五开关的阴极相连，构成第二交流连接点；第三 开关的阳极与第六开关的阴极相连，构成第三交流连接点；第一开关、第二开关和第三开关 的阴极连接在一起，构成第一直流连接点；第四开关、第五开关和第六开关的阳极连接在一 起，构成第二直流连接点。第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关和第十二 开关组成第二电流源变流器；第十二开关的阳极与第九开关的阴极相连，构成第四交流连 接点；第十一开关的阳极与第八开关的阴极相连，构成第五交流连接点；第十开关的阳极 与第七开关的阴极相连，构成第六交流连接点。第七开关、第八开关和第九开关的阳极连 接在一起，构成第三直流连接点；第十开关、第十一开关和第十二开关的阴极连接在一起， 构成第四直流连接点。第十三开关的阳极与第四直流连接点相连，其阴极与第三直流连接 点相连；超导磁体的两端分别与第一直流连接点和第三直流连接点相连；第二直流连接点 和第四直流连接点相连。第一滤波电感的一端和第一滤波电容的一端与第一交流连接点 相连，第一滤波电感的另一端与三相变压器次边的第一相连接点相连；第二滤波电感的一 端和第二滤波电容的一端与第二交流连接点相连，第二滤波电感的另一端与三相变压器次 边的第二相连接点相连；第三滤波电感的一端和第三滤波电容的一端与第三交流连接点相 连，第三滤波电感的另一端与三相变压器次边的第三相连接点相连；第一滤波电容、第二滤 波电容和第三滤波电容的另一端相互连接；三相变压器的原边与三相电网相连。第四滤波 电容器的一端和第一单相变压器次边的一端与第四交流连接点相连；第五滤波电容器的一 端和第二单相变压器次边的一端与第五交流连接点相连；第六滤波电容器的一端和第三单 相变压器次边的一端与第六交流连接点相连；第一单相变压器、第二单相变压器和第三单 相变压器次边的另一端相互连接。第一单相变压器原边的两端分别与电网第一相电源的一 端和第一相负载的一端相连；第二单相变压器原边的两端分别与电网第二相电源的一端和 第二相负载的一端相连；第三单相变压器原边的两端分别与电网第三相电源的一端和第三 相负载的一端相连。所述第一开关……第十三开关均为逆阻型开关，或者逆导型开关串联 一个二极管替代所述的逆阻型开关。 对本结构形式的超导限流储能电路的控制方法可分别针对如下三种工作状态进 行1、所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态。此时组成第二电流源变流器的所 有开关第七开关……第十二开关均闭合，第十三开关同时闭合，此时第一单相变压器、第 二单相变压器和第三单相变压器次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影 响。此时第一电流源变流器通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率 以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电流源变 流器还从电网吸收有和释放功功率，对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给 定值附近。2、所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态，此时第一电流源变流器 的控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的方法相同。第十三开关此时打开，第二电流源变流器通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容上的电压，对电网的 电压谐波、电压暂降等进行补偿，进而改善负载的供电电压质量。3、所述的超导限流储能电 路处于限流状态，此时第十三开关打开，第二电流源变流器的所有开关闭合，第二电流源变 流器等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体被自动串入电网，从而实现了故障限流 的功能。与此同时，第一电流源变流器工作在有源逆变状态，将限流过程中的给超导磁体的 充电能量逆变回电网，以保护超导磁体不受过流冲击。 2、本发明一种超导限流储能电路，还可以为如下结构第一开关、第二开关、第三 开关、第四开关、第五开关和第六开关组成第一电流源变流器；第一开关的阳极与第四开关 的阴极相连，构成第一交流连接点；第二开关的阳极与第五开关的阴极相连，构成第二交流 连接点；第三开关的阳极与第六开关的阴极相连，构成第三交流连接点；第一开关、第二开 关和第三开关的阴极连接在一起，构成第一直流连接点；第四开关、第五开关和第六开关 的阳极连接在一起，构成第二直流连接点。第七开关、第八开关、第九开关和第十开关组成 第二电流源变流器；第十开关的阴极与第七开关的阳极相连，构成第四交流连接点；第九 开关的阴极与第八开关的阳极相连，构成第五交流连接点；第七开关和第八开关的阴极相 连，构成第三直流连接点；第九开关和第十开关的阳极相连，构成第四直流连接点。第十一 开关、第十二开关、第十三开关和第十四开关组成第三电流源变流器；第十四开关的阴极 与第十一开关的阳极相连，构成第六交流连接点；第十三开关的阴极与第十二开关的阳极 相连，构成第七交流连接点；第十一开关和第十二开关的阴极相连，构成第五直流连接点； 第十三开关和第十四开关的阳极相连，构成第六直流连接点。第十五开关、第十六开关、第 十七开关和第十八开关组成第四电流源变流器；第十八开关的阴极与第十五开关的阳极相 连，构成第八交流连接点；第十七开关的阴极与第十六开关的阳极相连，构成第九交流连接 点；第十五开关和第十六开关的阴极相连，构成第七直流连接点；第十七开关和第十八开 关的阳极相连，构成第八直流连接点。超导磁体的两端分别与第一直流连接点和第四直流 连接点相连；第二直流连接点和第七直流连接点相连；第三直流连接点与第六直流连接点 相连，第五直流连接点与第八直流连接点相连；第十九开关的阳极与第三直流连接点相连， 第十九开关的阴极与第四直流连接点相连；第二十开关的阳极与第五直流连接点相连，第 二十开关的阴极与第六直流连接点相连；第二十一开关的阳极与第七直流连接点相连，第 二十一开关的阴极与第八直流连接点相连。第一滤波电感的一端和第一滤波电容的一端与 第一交流连接点相连，第一滤波电感的另一端与三相变压器次边的第一相连接点相连；第 二滤波电感的一端和第二滤波电容的一端与第二交流连接点相连，第二滤波电感的另一端 与三相变压器次边的第二相连接点相连；第三滤波电感的一端和第三滤波电容的一端与第 三交流连接点相连，第三滤波电感的另一端与三相变压器次边的第三相连接点相连；第一 滤波电容、第二滤波电容和第三滤波电容的另一端相互连接。三相变压器的原边与三相电 网相连；第四滤波电容与第一单相变压器的次边并联后其两端分别与第四交流连接点和第 五交流连接点相连，第五滤波电容与第二单相变压器的次边并联后其两端分别与第六交流 连接点和第七交流连接点相连，第六滤波电容与第三单相变压器的次边并联后其两端分别 与第八交流连接点和第九交流连接点相连；第一单相变压器原边的两端分别与电网第一相 电源的一端和第一相负载的一端相连；第二单相变压器原边的两端分别与电网第二相电源 的一端和第二相负载的一端相连；第三单相变压器原边的两端分别与电网第三相电源的一端和第三相负载的一端相连。所述第一开关……第二十一开关均为逆阻型开关，或者用逆 导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。 对本结构形式的超导限流储能电路的控制方法可分别针对如下三种工作状态进 行1、所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态。此时组成第二电流源变流器、第三电 流源变流器和第四电流源变流器的所有开关第七开关……第十八开关均闭合，第十九开 关、第二十开关和第二十一开关同时闭合，此时第一单相变压器、第二单相变压器和第三单 相变压器次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响；此时第一电流源变 流器通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的 波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电流源变流器还从电网吸收和 释放有功功率，对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。2、所述的超 导限流储能电路处于串并联同时补偿状态。此时第一电流源变流器的控制方法与对所述的 超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的方法相同；第十九开关、第二十开关和第二十一 开关此时打开，第二电流源变流器、第三电流源变流器和第四电流源变流器通过电流控制， 改变第四、五和六滤波电容上的电压，从而对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，改善 负载的供电电压质量。3、所述的超导限流储能电路处于限流状态。此时第十九开关、第二十 开关和第二十一开关打开，第二电流源变流器、第三电流源变流器和第四电流源变流器的 所有开关闭合，第二电流源变流器、第三电流源变流器和第四电流源变流器等效为三个串 联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体被自动串入电网，实现了故障限流的功能。与此 同时，第一电流源变流器工作在有源逆变状态，将限流过程中的给超导磁体的充电能量逆 变回电网，以保护超导磁体不受过流冲击。 3、本发明一种超导限流储能电路，又可以有如下结构第一开关、第二开关、第三 开关、第四开关、第五开关和第六开关组成第一电压源变流器；第一开关的发射极与第四开 关的集电极相连，构成第一交流连接点；第二开关的发射极与第五开关的集电极相连，构成 第二交流连接点；第三开关的发射极与第六开关的集电极相连，构成第三交流连接点；第 一开关、第二开关和第三开关的集电极连接在一起，构成第一直流连接点；第四开关、第五 开关和第六开关的发射极连接在一起，构成第二直流连接点。直流连接电容的两端分别与 第一直流连接点和第二直流连接点相连。第七开关、第八开关、第一二极管和第二二极管 组成第一斩波器；第七开关的发射极与第二二极管的阴极相连，构成第七交流连接点，第七 开关的集电极与第一直流连接点相连，第二二极管的阳极与第二直流连接点相连；第一二 极管的阳极与第八开关的集电极相连，构成第八交流连接点，第八开关的发射极与第二直 流连接点相连，第一二极管的阴极与第一直流连接点相连。第九开关、第十开关、第十一开 关、第十二开关、第十三开关和第十四开关组成第一电流源变流器；第十四开关的阳极与第 十一开关的阴极相连，构成第四交流连接点；第十三开关的阳极与第十开关的阴极相连，构 成第五交流连接点；第十二开关的阳极与第九开关的阴极相连，构成第六交流连接点；第 九开关、第十开关和第十一开关的阳极连接在一起，构成第三直流连接点；第十二开关、第 十三开关和第十四开关的阴极连接在一起，构成第四直流连接点。第十五开关的阳极与第 四直流连接点相连，其阴极与第三直流连接点相连。超导磁体的两端分别与第七交流连接 点和第三直流连接点相连；第八交流连接点和第四直流连接点相连；第一滤波电感的一端 与第一交流连接点相连，第一滤波电感的另一端与三相变压器次边的第一相连接点相连；第二滤波电感的一端与第二交流连接点相连，第二滤波电感的另一端与三相变压器次边的 第二相连接点相连；第三滤波电感的一端与第三交流连接点相连，第三滤波电感的另一端 与三相变压器次边的第三相连接点相连；三相变压器的原边与三相电网相连。第一滤波电 容器的一端和第一单相变压器次边的一端与第四交流连接点相连；第二滤波电容器的一端 和第二单相变压器次边的一端与第五交流连接点相连；第三滤波电容器的一端和第三单相 变压器次边的一端与第六交流连接点相连；第一单相变压器、第二单相变压器和第三单相 变压器次边的另一端相互连接。第一单相变压器原边的两端分别与电网第一相电源的一端 和第一相负载的一端相连；第二单相变压器原边的两端分别与电网第二相电源的一端和第 二相负载的一端相连；第三单相变压器原边的两端分别与电网第三相电源的一端和第三相 负载的一端相连。所述的第一开关……第八开关均为逆导型开关，第九开关……第十五开 关均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关；所述的第 一电压源变流器和第一斩波器或采用多电平的结构形式代替所述的两电平结构形式。
对本结构形式的超导限流储能电路的控制方法可分别针对如下三种工作状态进 行1、所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态。此时组成第一电流源变流器的所有 开关第九开关……第十四开关均闭合，第十五开关同时闭合，此时第一单相变压器Trl、第 二单相变压器Tr2和第三单相变压器Tr3次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基 本没有影响；此时第一电压源变流器通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、 无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一 电压源变流器还从电网吸收和释放有功功率，对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流 保持在给定值附近；第一斩波器通过向直流连接电容注入电流来控制直流连接电容上的电 压，使之维持在给定值附近。2、所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态，此时第 一电压源变流器和第一斩波器的控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿 状态的控制方法相同，第十五开关此时打开，第一电流源变流器通过电流控制，改变第一、 二和三滤波电容上的电压，从而对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，进而改善负载的 供电电压质量。3、所述的超导限流储能电路处于限流状态，此时第十五开关打开，第一电流 源变流器的所有开关闭合，第一电流源变流器等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁 体被自动串入电网，实现了故障限流的功能。与此同时，第一电压源变流器工作在有源逆变 状态，尽量将限流过程中的给超导磁体的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体不受过流 冲击；第一斩波器通过向直流连接电容注入电流来控制直流连接电容上的电压，使直流连 接电容上的电压维持在给定值附近。 4、本发明一种超导限流储能电路，又可以有如下结构第一开关、第二开关、第三 开关、第四开关、第五开关和第六开关组成第一电压源变流器；第一开关的发射极与第四开 关的集电极相连，构成第一交流连接点；第二开关的发射极与第五开关的集电极相连，构成 第二交流连接点；第三开关的发射极与第六开关的集电极相连，构成第三交流连接点；第 一开关、第二开关和第三开关的集电极连接在一起，构成第一直流连接点；第四开关、第五 开关和第六开关的发射极连接在一起，构成第二直流连接点。直流连接电容的两端分别与 第一直流连接点和第二直流连接点相连。第七开关、第八开关、第一二极管和第二二极管组 成第一斩波器；第七开关的发射极与第二二极管的阴极相连，构成第七交流连接点，第七开 关的集电极与第一直流连接点相连，第二二极管的阳极与第二直流连接点相连；第一二极
13管的阳极与第八开关的集电极相连，构成第八交流连接点，第八开关的发射极与第二直流
连接点相连，第一二极管的阴极与第一直流连接点相连。第九开关、第十开关、第十一开关
和第十二开关组成第一电流源变流器；第十二开关的阴极与第九开关的阳极相连，构成第
四交流连接点；第十一开关的阴极与第十开关的阳极相连，构成第五交流连接点；第九开
关和第十开关的阴极相连，构成第三直流连接点；第十一开关和第十二开关的阳极相连，构
成第四直流连接点。第十三开关、第十四开关、第十五开关和第十六开关组成第二电流源变
流器；第十六开关的阴极与第十三开关的阳极相连，构成第六交流连接点；第十五开关的
阴极与第十四开关的阳极相连，构成第九交流连接点；第十三开关和第十四开关的阴极相
连，构成第五直流连接点；第十五开关和第十六开关的阳极相连，构成第六直流连接点。第
十七开关、第十八开关、第十九开关和第二十开关组成第三电流源变流器；第二十开关的阴
极与第十七开关的阳极相连，构成第十交流连接点；第十九开关的阴极与第十八开关的阳
极相连，构成第十一交流连接点；第十七开关和第十八开关的阴极相连，构成第七直流连接
点；第十九开关和第二十开关的阳极相连，构成第八直流连接点。第二十一开关的阳极与第
三直流连接点相连，第二十一开关的阴极与第四直流连接点相连；第二十二开关的阳极与
第五直流连接点相连，第二十二开关的阴极与第六直流连接点相连；第二十三开关的阳极
与第七直流连接点相连，第二十三开关的阴极与第八直流连接点相连。超导磁体的两端分
别与第七交流连接点和第四直流连接点相连；第八交流连接点和第七直流连接点相连；第
三直流连接点与第六直流连接点相连，第五直流连接点与第八直流连接点相连。第一滤波
电感的一端与第一交流连接点相连，第一滤波电感的另一端与三相变压器次边的第一相连
接点相连；第二滤波电感的一端与第二交流连接点相连，第二滤波电感的另一端与三相变
压器次边的第二相连接点相连；第三滤波电感的一端与第三交流连接点相连，第三滤波电
感的另一端与三相变压器次边的第三相连接点相连；三相变压器的原边与三相电网相连。
第一滤波电容与第一单相变压器的次边并联后其两端分别与第四交流连接点和第五交流
连接点相连，第二滤波电容与第二单相变压器的次边并联后其两端分别与第六交流连接点
和第九交流连接点相连，第三滤波电容与第三单相变压器的次边并联后其两端分别与第十
交流连接点和第十一交流连接点相连。第一单相变压器原边的两端分别与电网第一相电
源的一端和第一相负载的一端相连；第二单相变压器原边的两端分别与电网第二相电源的
一端和第二相负载的一端相连；第三单相变压器原边的两端分别与电网第三相电源的一端
和第三相负载的一端相连。上述第一开关……第八开关均为逆导型开关，第九开关……第
二十三开关均为逆阻型开关，也可用逆导型开关串联一个二极管实现；所述的第一电压源
变流器和第一斩波器或采用多电平的结构形式代替所述的两电平结构形式。 对本结构形式的超导限流储能电路的控制方法可分别针对如下三种工作状态进
行1、所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态。此时组成第一电流源变流器、第二电
流源变流器和第三电流源变流器的所有开关第九开关……第二十开关均闭合，第二十一
开关、第二十二开关和第二十三开关同时闭合，此时第一单相变压器、第二单相变压器和第
三单相变压器次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响。此时第一电压
源变流器通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功
率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电压源变流器还从电网吸
收和释放有功功率，对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。第一斩波器通过向直流连接电容注入电流来控制直流连接电容上的电压，使之维持在给定值附 近。2、所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态。此时第一电压源变流器和第 一斩波器控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的控制方法相同；第 二十一开关、第二十二开关和第二十三开关此时打开，第一电流源变流器、第二电流源变流 器和第三电流源变流器通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容上的电压，从而对电网的 电压谐波、电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。3、所述的超导限流储能电路处 于限流状态。此时第二十一开关、第二十二开关和第二十三开关打开，第一电流源变流器、 第二电流源变流器和第三电流源变流器的所有开关闭合，第一电流源变流器、第二电流源 变流器和第三电流源变流器等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体被自 动串入电网，实现了故障限流的功能。与此同时，第一电压源变流器工作在有源逆变状态， 将限流过程中的给超导磁体的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体不受过流冲击。第一 斩波器通过向直流连接电容注入电流来控制直流连接电容上的电压，使直流连接电容上的 电压维持在给定值附近。


以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明。 图1为美国专利U. S 5， 726， 848 "故障限流器和交流断路器"的拓扑结构图。 图2美国专利US2002/0030952 "超导磁体放电方法及装置"的拓扑结构图。 图3中国专利CN100527560C "—种桥路型限流贮能电路"的拓扑结构图。 图4中国专利CN100527560C "—种桥路型限流贮能电路"的拓扑结构图。 图5-图8为本发明实施例的拓扑结构图。
具体实施例方式
图5为本发明的实施例1的拓扑结构。如图5所示，本发明实施例1的结构如下 第一开关Sl、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6组成第一 电流源变流器CSC1 ;第一开关Sl的阳极与第四开关S4的阴极相连，构成第一交流连接点 PA1 ;第二开关S2的阳极与第五开关S5的阴极相连，构成第二交流连接点PA2 ;第三开关S3 的阳极与第六开关S6的阴极相连，构成第三交流连接点PA3 ;第一开关Sl、第二开关S2和 第三开关S3的阴极连接在一起，构成第一直流连接点PD1 ;第四开关S4、第五开关S5和第 六开关S6的阳极连接在一起，构成第二直流连接点PD2。第七开关S7、第八开关S8、第九 开关S9、第十开关S10、第十一开关Sll和第十二开关S12组成第二电流源变流器CSC2 ;第 十二开关S12的阳极与第九开关S9的阴极相连，构成第四交流连接点PA4 ;第十一开关Sll 的阳极与第八开关S8的阴极相连，构成第五交流连接点PA5 ;第十开关S10的阳极与第七 开关S7的阴极相连，构成第六交流连接点PA6。第七开关S7、第八开关S8和第九开关S9 的阳极连接在一起，构成第三直流连接点PD3 ;第十开关S10、第十一开关Sll和第十二开关 S12的阴极连接在一起，构成第四直流连接点PD4。第十三开关S13的阳极与第四直流连接 点PD4相连，其阴极与第三直流连接点PD3相连；超导磁体Lsc的两端分别与第一直流连接 点PD1和第三直流连接点PD3相连；第二直流连接点PD2和第四直流连接点PD4相连。第 一滤波电感Ll的一端和第一滤波电容Cl的一端与第一交流连接点PA1相连，第一滤波电
15感LI的另一端与三相变压器Trs次边的第一相连接点相连；第二滤波电感L2的一端和第 二滤波电容C2的一端与第二交流连接点PA2相连，第二滤波电感L2的另一端与三相变压 器Trs次边的第二相连接点相连；第三滤波电感L3的一端和第三滤波电容C3的一端与第 三交流连接点PA3相连，第三滤波电感L3的另一端与三相变压器Trs次边的第三相连接点 相连；第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3的另一端相互连接。三相变 压器的原边与三相电网相连；第四滤波电容器C4的一端和第一单相变压器Trl次边的一端 与第四交流连接点PA4相连；第五滤波电容器C5的一端和第二单相变压器Tr2次边的一端 与第五交流连接点PA5相连；第六滤波电容器C6的一端和第三单相变压器Tr3次边的一端 与第六交流连接点PA6相连；第一单相变压器Trl、第二单相变压器Tr2和第三单相变压器 Tr3次边的另一端相互连接。第一单相变压器Trl原边的两端分别与电网第一相电源Usl 的一端和第一相负载Z1的一端相连；第二单相变压器Tr2原边的两端分别与电网第二相电 源Us2的一端和第二相负载Z2的一端相连；第三单相变压器Tr3原边的两端分别与电网第 三相电源Us3的一端和第三相负载Z3的一端相连。所述第一开关S1……第十三开关S13 均为逆阻型开关，或者逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。
对图5所示的实施例1的控制方法可针对所述的超导限流储能电路如下三种工作 状态进行1、所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态。此时组成第二电流源变流器 CSC2的所有开关第七开关S7……第十二开关S12均闭合，第十三开关S13同时闭合，此时 第一单相变压器Trl、第二单相变压器Tr2和第三单相变压器Tr3次边的电压均为开关的 管压降，对负载端电压基本没有影响。此时第一电流源变流器CSC1通过向电网注入可控的 电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电 网电能质量的影响；同时第一电流源变流器CSC1还从电网吸收有和释放功功率，对超导磁 体Lsc进行充放电，使超导磁体Lsc的电流保持在给定值附近。2、所述的超导限流储能电 路处于串并联同时补偿状态，此时第一电流源变流器CSC1的控制方法与对所述的超导限 流储能电路处于纯并联补偿状态的方法相同；第十三开关S13此时打开，第二电流源变流 器CSC2通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容上的电压，对电网的电压谐波、电压暂降 等进行补偿，进而改善负载的供电电压质量。3、所述的超导限流储能电路处于限流状态，此 时第十三开关S13打开，第二电流源变流器CSC2的所有开关闭合，第二电流源变流器CSC2 等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体Lsc被自动串入电网，从而实现了故障限流 的功能；与此同时，第一电流源变流器CSC1工作在有源逆变状态，将限流过程中的给超导 磁体Lsc的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体Lsc不受过流冲击。
图6为本发明的实施例2的拓扑结构。如图6所示，本发明结构如下第一开关 Sl、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6组成第一电流源变 流器CSC1 ;第一开关S1的阳极与第四开关S4的阴极相连，构成第一交流连接点PA1 ;第二 开关S2的阳极与第五开关S5的阴极相连，构成第二交流连接点PA2 ;第三开关S3的阳极与 第六开关S6的阴极相连，构成第三交流连接点PA3 ;第一开关Sl、第二开关S2和第三开关 S3的阴极连接在一起，构成第一直流连接点PD1 ;第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6 的阳极连接在一起，构成第二直流连接点PD2。第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9和第 十开关S10组成第二电流源变流器CSC2 ;第十开关S10的阴极与第七开关S7的阳极相连， 构成第四交流连接点PA4 ;第九开关S9的阴极与第八开关S8的阳极相连，构成第五交流连接点PA5 ;第七开关S7和第八开关S8的阴极相连，构成第三直流连接点PD3 ;第九开关S9和第十开关S10的阳极相连，构成第四直流连接点PD4。第十一开关Sll、第十二开关S12、第十三开关S13和第十四开关S14组成第三电流源变流器CSC3 ;第十四开关S14的阴极与第十一开关Sll的阳极相连，构成第六交流连接点PA6 ;第十三开关S13的阴极与第十二开关S12的阳极相连，构成第七交流连接点PA7 ;第十一开关Sll和第十二开关S12的阴极相连，构成第五直流连接点PD5 ;第十三开关S13和第十四开关S14的阳极相连，构成第六直流连接点PD6。第十五开关S15、第十六开关S16、第十七开关S17和第十八开关S18组成第四电流源变流器CSC4 ;第十八开关S18的阴极与第十五开关S15的阳极相连，构成第八交流连接点PA8 ;第十七开关S17的阴极与第十六开关S16的阳极相连，构成第九交流连接点PA9 ;第十五开关S15和第十六开关S16的阴极相连，构成第七直流连接点PD7 ;第十七开关S17和第十八开关S18的阳极相连，构成第八直流连接点PD8。超导磁体Lsc的两端分别与第一直流连接点PD1和第四直流连接点PD4相连；第二直流连接点PD2和第七直流连接点PD7相连；第三直流连接点PD3与第六直流连接点PD6相连，第五直流连接点PD5与第八直流连接点PD8相连；第十九开关S19的阳极与第三直流连接点PD3相连，第十九开关S19的阴极与第四直流连接点PD4相连；第二十开关S20的阳极与第五直流连接点PD5相连，第二十开关S20的阴极与第六直流连接点PD6相连；第二十一开关S21的阳极与第七直流连接点PD7相连，第二十一开关S21的阴极与第八直流连接点PD8相连。第一滤波电感Ll的一端和第一滤波电容C1的一端与第一交流连接点PA1相连，第一滤波电感L1的另一端与三相变压器Trs次边的第一相连接点相连；第二滤波电感L2的一端和第二滤波电容C2的一端与第二交流连接点PA2相连，第二滤波电感L2的另一端与三相变压器Trs次边的第二相连接点相连；第三滤波电感L3的一端和第三滤波电容C3的一端与第三交流连接点PA3相连，第三滤波电感L3的另一端与三相变压器Trs次边的第三相连接点相连；第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3的另一端相互连接。三相变压器的原边与三相电网相连；第四滤波电容C4与第一单相变压器Trl的次边并联后其两端分别与第四交流连接点PA4和第五交流连接点PA5相连，第五滤波电容C5与第二单相变压器Tr2的次边并联后其两端分别与第六交流连接点PA6和第七交流连接点PA7相连，第六滤波电容C6与第三单相变压器Tr3的次边并联后其两端分别与第八交流连接点PA8和第九交流连接点PA9相连。第一单相变压器Trl原边的两端分别与电网第一相电源Usl的一端和第一相负载Z1的一端相连；第二单相变压器Tr2原边的两端分别与电网第二相电源Us2的一端和第二相负载Z2的一端相连；第三单相变压器Tr3原边的两端分别与电网第三相电源Us3的一端和第三相负载Z3的一端相连。所述第一开关Sl……第二十一开关S21均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。 对图6所示的本发明实施例2的控制方法分别针对所述的超导限流储能电路的如下三种工作状态进行1、所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态。此时组成第二电流源变流器CSC2、第三电流源变流器CSC3和第四电流源变流器CSC4的所有开关第七开关S7……第十八开关S18均闭合，第十九开关S19、第二十开关S20和第二十一开关S21同时闭合，此时第一单相变压器Trl、第二单相变压器Tr2和第三单相变压器Tr3次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响。此时第一电流源变流器CSC1通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电流源变流器CSC1还从电网吸收和释放有功功率，对超导磁体Lsc进行充放电，使超导磁体Lsc的电流保持在给定值附近。2、所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态。此时第一电流源变流器CSC1的控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的方法相同；第十九开关S19、第二十开关S20和第二十一开关S21此时打开，第二电流源变流器CSC2、第三电流源变流器CSC3和第四电流源变流器CSC4通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容上的电压，从而对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。3、所述的超导限流储能电路处于限流状态。此时第十九开关S19、第二十开关S20和第二十一开关S21打开，第二电流源变流器CSC2、第三电流源变流器CSC3和第四电流源变流器CSC4的所有开关闭合。第二电流源变流器CSC2、第三电流源变流器CSC3和第四电流源变流器CSC4等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体Lsc被自动串入电网，实现了故障限流的功能。与此同时，第一电流源变流器CSC1工作在有源逆变状态，将限流过程中的给超导磁体Lsc的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体Lsc不受过流冲击。 图7为本发明的实施例3的拓扑结构。如图7所示，本发明实施例3的结构如下第一开关Sl、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6组成第一电压源变流器VSC1 ;第一开关S1的发射极与第四开关S4的集电极相连，构成第一交流连接点PA1 ;第二开关S2的发射极与第五开关S5的集电极相连，构成第二交流连接点PA2 ;第三开关S3的发射极与第六开关S6的集电极相连，构成第三交流连接点PA3 ;第一开关Sl、第二开关S2和第三开关S3的集电极连接在一起，构成第一直流连接点PD1 ;第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6的发射极连接在一起，构成第二直流连接点PD2。直流连接电容C的两端分别与第一直流连接点PD1和第二直流连接点PD2相连。第七开关S7、第八开关S8、第一二极管Dl和第二二极管D2组成第一斩波器CH1 ;第七开关S7的发射极与第二二极管D2的阴极相连，构成第七交流连接点PA7，第七开关S7的集电极与第一直流连接点PD1相连，第二二极管D2的阳极与第二直流连接点PD2相连；第一二极管Dl的阳极与第八开关S8的集电极相连，构成第八交流连接点PA8，第八开关S8的发射极与第二直流连接点PD2相连，第一二极管D1的阴极与第一直流连接点PD1相连。第九开关S9、第十开关S10、第十一开关Sll、第十二开关S12、第十三开关S13和第十四开关S14组成第一电流源变流器CSC1 ;第十四开关S14的阳极与第十一开关Sll的阴极相连，构成第四交流连接点PA4 ;第十三开关S13的阳极与第十开关SIO的阴极相连，构成第五交流连接点PA5 ;第十二开关S12的阳极与第九开关S9的阴极相连，构成第六交流连接点PA6 ;第九开关S9、第十开关S10和第十一开关Sll的阳极连接在一起，构成第三直流连接点PD3 ;第十二开关S12、第十三开关S13和第十四开关S14的阴极连接在一起，构成第四直流连接点PD4。第十五开关S15的阳极与第四直流连接点PD4相连，其阴极与第三直流连接点PD3相连。超导磁体Lsc的两端分别与第七交流连接点PA7和第三直流连接点PD3相连；第八交流连接点PA8和第四直流连接点PD4相连。第一滤波电感L1的一端与第一交流连接点PA1相连，第一滤波电感Ll的另一端与三相变压器Trs次边的第一相连接点相连；第二滤波电感L2的一端与第二交流连接点PA2相连，第二滤波电感L2的另一端与三相变压器Trs次边的第二相连接点相连；第三滤波电感L3的一端与第三交流连接点PA3相连，第三滤波电感L3的另一端与三相变压器Trs次边的第三相连接点相连；三相变压器Trs的原边与三相电网相连。第一滤
18波电容器C1的一端和第一单相变压器Trl次边的一端与第四交流连接点PA4相连；第二滤波电容器C2的一端和第二单相变压器Tr2次边的一端与第五交流连接点PA5相连；第三滤波电容器C3的一端和第三单相变压器Tr3次边的一端与第六交流连接点PA6相连；第一单相变压器Trl、第二单相变压器Tr2和第三单相变压器Tr3次边的另一端相互连接。第一单相变压器Trl原边的两端分别与电网第一相电源Usl的一端和第一相负载Z1的一端相连；第二单相变压器Tr2原边的两端分别与电网第二相电源Us2的一端和第二相负载Z2的一端相连；第三单相变压器Tr3原边的两端分别与电网第三相电源Us3的一端和第三相负载Z3的一端相连。所述的第一开关Sl……第八开关S8均为逆导型开关，第九开关S9……第十五开关S15均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关；所述的第一电压源变流器和第一斩波器或采用多电平的结构形式代替所述的两电平结构形式。 对图7所示的本发明实施例3的控制方法分别针对所述的超导限流储能电路的如下三种工作状态进行1、所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态。此时组成第一电流源变流器CSC1的所有开关第九开关S9……第十四开关S14均闭合，第十五开关S15同时闭合，此时第一单相变压器Trl、第二单相变压器Tr2和第三单相变压器Tr3次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响。此时第一电压源变流器VSC1通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电压源变流器VSC1还从电网吸收和释放有功功率，对超导磁体Lsc进行充放电，使超导磁体Lsc的电流保持在给定值附近；第一斩波器CH1通过向直流连接电容C注入电流来控制直流连接电容C上的电压，使之维持在给定值附近；2、所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态，此时第一电压源变流器VSC1和第一斩波器CH1的控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的控制方法相同，第十五开关S15此时打开，第一电流源变流器CSC1通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容上的电压，从而对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，进而改善负载的供电电压质量。3、所述的超导限流储能电路处于限流状态，此时第十五开关S15打开，第一电流源变流器CSC1的所有开关闭合，第一电流源变流器CSC1等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体Lsc被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第一电压源变流器VSC1工作在有源逆变状态，尽量将限流过程中的给超导磁体Lsc的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体Lsc不受过流冲击；第一斩波器CH1通过向直流连接电容C注入电流来控制直流连接电容C上的电压，使直流连接电容C上的电压维持在给定值附近。
图8为本发明的实施例4的拓扑结构。如图8所示，本发明实施例4的结构如下第一开关Sl、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6组成第一电压源变流器VSC1 ;第一开关S1的发射极与第四开关S4的集电极相连，构成第一交流连接点PA1 ;第二开关S2的发射极与第五开关S5的集电极相连，构成第二交流连接点PA2 ;第三开关S3的发射极与第六开关S6的集电极相连，构成第三交流连接点PA3 ;第一开关Sl、第二开关S2和第三开关S3的集电极连接在一起，构成第一直流连接点PD1 ;第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6的发射极连接在一起，构成第二直流连接点PD2。直流连接电容C的两端分别与第一直流连接点PD1和第二直流连接点PD2相连。第七开关S7、第八开关S8、第一二极管Dl和第二二极管D2组成第一斩波器CH1 ;第七开关S7的发射极与第二二极管D2的阴极相连，构成第七交流连接点PA7，第七开关S7的集电极与第一直流连接点PD1相连，第二二极管D2的阳极与第二直流连接点PD2相连；第一二极管D1的阳极与第八开关S8的集电极相连，构成第八交流连接点PA8，第八开关S8的发射极与第二直流连接点PD2相连，第一二极管D1的阴极与第一直流连接点PD1相连。第九开关S9、第十开关S10、第十一开关Sll和第十二开关S12组成第一电流源变流器CSC1 ;第十二开关S12的阴极与第九开关S9的阳极相连，构成第四交流连接点PA4 ;第十一开关Sll的阴极与第十开关S10的阳极相连，构成第五交流连接点PA5 ;第九开关S9和第十开关S10的阴极相连，构成第三直流连接点PD3 ;第十一开关S11和第十二开关S12的阳极相连，构成第四直流连接点PD4。第十三开关S13、第十四开关S14、第十五开关S15和第十六开关S16组成第二电流源变流器CSC2 ;第十六开关S16的阴极与第十三开关S13的阳极相连，构成第六交流连接点PA6 ;第十五开关S15的阴极与第十四开关S14的阳极相连，构成第九交流连接点PA9 ;第十三开关S13和第十四开关S14的阴极相连，构成第五直流连接点PD5 ;第十五开关S15和第十六开关S16的阳极相连，构成第六直流连接点PD6。第十七开关S17、第十八开关S18、第十九开关S19和第二十开关S20组成第三电流源变流器CSC3 ;第二十开关S20的阴极与第十七开关S17的阳极相连，构成第十交流连接点PA10 ;第十九开关S19的阴极与第十八开关S18的阳极相连，构成第十一交流连接点PAll ;第十七开关S17和第十八开关S18的阴极相连，构成第七直流连接点PD7 ;第十九开关S19和第二十开关S20的阳极相连，构成第八直流连接点PD8。第二十一开关S21的阳极与第三直流连接点PD3相连，第二十一开关S21的阴极与第四直流连接点PD4相连；第二十二开关S22的阳极与第五直流连接点PD5相连，第二十二开关S22的阴极与第六直流连接点PD6相连；第二十三开关S23的阳极与第七直流连接点PD7相连，第二十三开关S23的阴极与第八直流连接点PD8相连。超导磁体Lsc的两端分别与第七交流连接点PA7和第四直流连接点PD4相连；第八交流连接点PA8和第七直流连接点PD7相连；第三直流连接点PD3与第六直流连接点PD6相连，第五直流连接点PD5与第八直流连接点PD8相连。第一滤波电感Ll的一端与第一交流连接点PA1相连，第一滤波电感Ll的另一端与三相变压器Trs次边的第一相连接点相连；第二滤波电感L2的一端与第二交流连接点PA2相连，第二滤波电感L2的另一端与三相变压器Trs次边的第二相连接点相连；第三滤波电感L3的一端与第三交流连接点PA3相连，第三滤波电感L3的另一端与三相变压器Trs次边的第三相连接点相连；三相变压器的原边与三相电网相连。第一滤波电容Cl与第一单相变压器Trl的次边并联后其两端分别与第四交流连接点PA4和第五交流连接点PA5相连，第二滤波电容C2与第二单相变压器Tr2的次边并联后其两端分别与第六交流连接点PA6和第九交流连接点PA9相连，第三滤波电容C3与第三单相变压器Tr3的次边并联后其两端分别与第十交流连接点PA10和第十一交流连接点PA11相连。第一单相变压器Trl原边的两端分别与电网第一相电源Usl的一端和第一相负载Z1的一端相连；第二单相变压器Tr2原边的两端分别与电网第二相电源Us2的一端和第二相负载Z2的一端相连；第三单相变压器Tr3原边的两端分别与电网第三相电源Us3的一端和第三相负载Z3的一端相连。上述第一开关Sl……第八开关S8均为逆导型开关，第九开关S9……第二十三开关S23均为逆阻型开关，也可用逆导型开关串联一个二极管实现；所述的第一电压源变流器和第一斩波器或采用多电平的结构形式代替所述的两电平结构形式。
对图8所示的本发明实施例4的控制方法分别针对所述的超导限流储能电路的如下三种工作状态进行1、所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态。此时组成第一电流源变流器CSC1、第二电流源变流器CSC2和第三电流源变流器CSC3的所有开关第九开关S9……第二十开关S20均闭合，第二十一开关S21、第二十二开关S22和第二十三开关S23同时闭合，此时第一单相变压器Trl、第二单相变压器Tr2和第三单相变压器Tr3次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响。此时第一电压源变流器VSC1通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电压源变流器VSC1还从电网吸收有功功率，对超导磁体Lsc进行充放电，使超导磁体Lsc的电流保持在给定值附近。第一斩波器CH1通过向直流连接电容C注入电流来控制直流连接电容C上的电压，使之维持在给定值附近。2、所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态。此时第一电压源变流器VSC1和第一斩波器CH1控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的控制方法相同；第二十一开关S21、第二十二开关S22和第二十三开关S23此时打开，第一电流源变流器CSC1、第二电流源变流器CSC2和第三电流源变流器CSC3通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容上的电压，从而对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。3、所述的超导限流储能电路处于限流状态。此时第二十一开关S21、第二十二开关S22和第二十三开关S23打开，第一电流源变流器CSC1、第二电流源变流器CSC2和第三电流源变流器CSC3的所有开关闭合，第一电流源变流器CSC1 、第二电流源变流器CSC2和第三电流源变流器CSC3等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体Lsc被自动串入电网，实现了故障限流的功能。与此同时，第一电压源变流器VSC1工作在有源逆变状态，将限流过程中的给超导磁体Lsc的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体Lsc不受过流冲击。第一斩波器CH1通过向直流连接电容C注入电流来控制直流连接电容C上的电压，使直流连接电容C上的电压维持在给定值附近。
2权利要求
一种超导限流储能电路，其特征在于，在所述超导限流储能电路中第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)组成第一电流源变流器(CSC1)；第一开关(S1)的阳极与第四开关(S4)的阴极相连，构成第一交流连接点(PA1)；第二开关(S2)的阳极与第五开关(S5)的阴极相连，构成第二交流连接点(PA2)；第三开关(S3)的阳极与第六开关(S6)的阴极相连，构成第三交流连接点(PA3)；第一开关(S1)、第二开关(S2)和第三开关(S3)的阴极连接在一起，构成第一直流连接点(PD1)；第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)的阳极连接在一起，构成第二直流连接点(PD2)；第七开关(S7)、第八开关(S8)、第九开关(S9)、第十开关(S10)、第十一开关(S11)和第十二开关(S12)组成第二电流源变流器(CSC2)；第十二开关(S12)的阳极与第九开关(S9)的阴极相连，构成第四交流连接点(PA4)；第十一开关(S11)的阳极与第八开关(S8)的阴极相连，构成第五交流连接点(PA5)；第十开关(S10)的阳极与第七开关(S7)的阴极相连，构成第六交流连接点(PA6)；第七开关(S7)、第八开关(S8)和第九开关(S9)的阳极连接在一起，构成第三直流连接点(PD3)；第十开关(S10)、第十一开关(S11)和第十二开关(S12)的阴极连接在一起，构成第四直流连接点(PD4)；第十三开关(S13)的阳极与第四直流连接点(PD4)相连，其阴极与第三直流连接点(PD3)相连；超导磁体(Lsc)的两端分别与第一直流连接点(PD1)和第三直流连接点(PD3)相连；第二直流连接点(PD2)和第四直流连接点(PD4)相连；第一滤波电感(L1)的一端和第一滤波电容(C1)的一端与第一交流连接点(PA1)相连，第一滤波电感(L1)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第一相连接点相连；第二滤波电感(L2)的一端和第二滤波电容(C2)的一端与第二交流连接点(PA2)相连，第二滤波电感(L2)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第二相连接点相连；第三滤波电感(L3)的一端和第三滤波电容(C3)的一端与第三交流连接点(PA3)相连，第三滤波电感(L3)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第三相连接点相连；第一滤波电容(C1)、第二滤波电容(C2)和第三滤波电容(C3)的另一端相互连接；三相变压器的原边与三相电网相连；第四滤波电容器(C4)的一端和第一单相变压器(Tr1)次边的一端与第四交流连接点(PA4)相连；第五滤波电容器(C5)的一端和第二单相变压器(Tr2)次边的一端与第五交流连接点(PA5)相连；第六滤波电容器(C6)的一端和第三单相变压器(Tr3)次边的一端与第六交流连接点(PA6)相连；第一单相变压器(Tr1)、第二单相变压器(Tr2)和第三单相变压器(Tr3)次边的另一端相互连接；第一单相变压器(Tr1)原边的两端分别与电网第一相电源(Us1)的一端和第一相负载(Z1)的一端相连；第二单相变压器(Tr2)原边的两端分别与电网第二相电源(Us2)的一端和第二相负载(Z2)的一端相连；第三单相变压器(Tr3)原边的两端分别与电网第三相电源(Us3)的一端和第三相负载(Z3)的一端相连；所述第一开关(S1)……第十三开关(S13)均为逆阻型开关，或者逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。
2. 根据权利要求1所述的超导限流储能电路，其特征在于针对所述的超导限流储能电 路的三种工作状态分别进行控制(l)所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态，此 时组成第二电流源变流器(CSC2)的所有开关第七开关(S7)……第十二开关(S12)均闭 合，第十三开关(S13)同时闭合，此时第一单相变压器(Trl)、第二单相变压器(Tr2)和第 三单相变压器(Tr3)次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响；此时第 一电流源变流器(CSC1)通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电流源变流 器(CSC1)还从电网吸收和释放有功功率，对超导磁体(Lsc)进行充放电，使超导磁体(Lsc) 的电流保持在给定值附近；(2)所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态，此时 第一电流源变流器(CSC1)的控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态 的方法相同；第十三开关(S13)此时打开，第二电流源变流器(CSC2)通过电流控制，改变第 四、五和六滤波电容(C4、C5和C6)上的电压，对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，进 而改善负载的供电电压质量；(3)所述的超导限流储能电路处于限流状态，此时第十三开 关(S13)打开，第二电流源变流器(CSC2)的所有开关闭合，第二电流源变流器(CSC2)等效 为一个三相不控整流电路，此时超导磁体(Lsc)被自动串入电网，从而实现了故障限流的 功能；与此同时，第一电流源变流器(CSC1)工作在有源逆变状态，将限流过程中的给超导 磁体(Lsc)的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体(Lsc)不受过流冲击。
3. —种超导限流储能电路，其特征在于所述的超导限流储能电路结构如下第一开关 (Sl)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)组成 第一电流源变流器(CSC1);第一开关(Sl)的阳极与第四开关(S4)的阴极相连，构成第一 交流连接点(PA1);第二开关(S2)的阳极与第五开关(S5)的阴极相连，构成第二交流连接 点(PA2);第三开关(S3)的阳极与第六开关(S6)的阴极相连，构成第三交流连接点(PA3); 第一开关(Sl)、第二开关(S2)和第三开关(S3)的阴极连接在一起，构成第一直流连接点 (PD1);第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)的阳极连接在一起，构成第二直流 连接点(PD2);第七开关(S7)、第八开关(S8)、第九开关(S9)和第十开关(S10)组成第二 电流源变流器(CSC2);第十开关(S10)的阴极与第七开关(S7)的阳极相连，构成第四交 流连接点(PA4);第九开关(S9)的阴极与第八开关(S8)的阳极相连，构成第五交流连接 点(PA5);第七开关(S7)和第八开关(S8)的阴极相连，构成第三直流连接点(PD3);第九 开关(S9)和第十开关(S10)的阳极相连，构成第四直流连接点(PD4);第十一开关(Sll)、 第十二开关(S12)、第十三开关(S13)和第十四开关(S14)组成第三电流源变流器(CSC3); 第十四开关(S14)的阴极与第十一开关(S11)的阳极相连，构成第六交流连接点(PA6);第 十三开关(S13)的阴极与第十二开关(S12)的阳极相连，构成第七交流连接点(PA7);第 十一开关(S11)和第十二开关(S12)的阴极相连，构成第五直流连接点(PD5);第十三开关 (S13)和第十四开关(S14)的阳极相连，构成第六直流连接点(PD6);第十五开关(S15)、第 十六开关(S16)、第十七开关(S17)和第十八开关(S18)组成第四电流源变流器(CSC4); 第十八开关(S18)的阴极与第十五开关(S15)的阳极相连，构成第八交流连接点(PA8)滞 十七开关(S17)的阴极与第十六开关(S16)的阳极相连，构成第九交流连接点(PA9);第 十五开关(S15)和第十六开关(S16)的阴极相连，构成第七直流连接点(PD7);第十七开关 (S17)和第十八开关(S18)的阳极相连，构成第八直流连接点(PD8);超导磁体(Lsc)的两 端分别与第一直流连接点(PD1)和第四直流连接点(PD4)相连；第二直流连接点(PD2)和 第七直流连接点(PD7)相连；第三直流连接点(PD3)与第六直流连接点(PD6)相连，第五直 流连接点(PD5)与第八直流连接点(PD8)相连；第十九开关(S19)的阳极与第三直流连接 点(PD3)相连，第十九开关(S19)的阴极与第四直流连接点(PD4)相连；第二十开关(S20) 的阳极与第五直流连接点(PD5)相连，第二十开关(S20)的阴极与第六直流连接点(PD6) 相连；第二十一开关(S21)的阳极与第七直流连接点(PD7)相连，第二十一开关(S21)的阴极与第八直流连接点(PD8)相连；第一滤波电感(LI)的一端和第一滤波电容(CI)的一端与第一交流连接点(PA1)相连，第一滤波电感(LI)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第一相连接点相连；第二滤波电感(L2)的一端和第二滤波电容(C2)的一端与第二交流连接点(PA2)相连，第二滤波电感(L2)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第二相连接点相连；第三滤波电感(L3)的一端和第三滤波电容(C3)的一端与第三交流连接点(PA3)相连，第三滤波电感(L3)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第三相连接点相连；第一滤波电容(Cl)、第二滤波电容(C2)和第三滤波电容(C3)的另一端相互连接；三相变压器的原边与三相电网相连；第四滤波电容(C4)与第一单相变压器(Trl)的次边并联后其两端分别与第四交流连接点(PA4)和第五交流连接点(PA5)相连，第五滤波电容(C5)与第二单相变压器(Tr2)的次边并联后其两端分别与第六交流连接点(PA6)和第七交流连接点(PA7)相连，第六滤波电容(C6)与第三单相变压器(Tr3)的次边并联后其两端分别与第八交流连接点(PA8)和第九交流连接点(PA9)相连；第一单相变压器(Trl)原边的两端分别与电网第一相电源(Usl)的一端和第一相负载(Zl)的一端相连；第二单相变压器(Tr2)原边的两端分别与电网第二相电源(Us2)的一端和第二相负载(Z2)的一端相连；第三单相变压器(Tr3)原边的两端分别与电网第三相电源(Us3)的一端和第三相负载(Z3)的一端相连。所述第一开关(SI)……第二十一开关(S21)均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。
4. 根据权利要求3所述的超导限流储能电路，其特征在于针对所述的超导限流储能电路的三种工作状态分别进行控制(l)所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态，此时组成第二电流源变流器(CSC2)、第三电流源变流器(CSC3)和第四电流源变流器(CSC4)的所有开关第七开关(S7)……第十八开关(S18)均闭合，第十九开关(S19)、第二十开关(S20)和第二十一开关(S21)同时闭合，此时第一单相变压器(Trl)、第二单相变压器(Tr2)和第三单相变压器(Tr3)次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响；此时第一电流源变流器(CSC1)通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电流源变流器(CSC1)还从电网吸收和释放有功功率，对超导磁体(Lsc)进行充放电，使超导磁体(Lsc)的电流保持在给定值附近；(2)所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态，此时第一电流源变流器(CSC1)的控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的方法相同；第十九开关(S19)、第二十开关(S20)和第二十一开关(S21)此时打开，第二电流源变流器(CSC2)、第三电流源变流器(CSC3)和第四电流源变流器(CSC4)通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容(C4、C5和C6)上的电压，从而对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量；(3)所述的超导限流储能电路处于限流状态，此时第十九开关(S19)、第二十开关(S20)和第二十一开关(S21)打开，第二电流源变流器(CSC2)、第三电流源变流器(CSC3)和第四电流源变流器(CSC4)的所有开关闭合，第二电流源变流器(CSC2)、第三电流源变流器(CSC3)和第四电流源变流器(CSC4)等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体(Lsc)被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第一电流源变流器(CSC1)工作在有源逆变状态，将限流过程中的给超导磁体(Lsc)的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体(Lsc)不受过流冲击。
5. —种超导限流储能电路，其特征在于所述的超导限流储能电路结构如下第一开关(Sl)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)组成第一电压源变流器(VSC1);第一开关(Sl)的发射极与第四开关(S4)的集电极相连，构成第一交流连接点(PA1);第二开关(S2)的发射极与第五开关(S5)的集电极相连，构成第二交流连接点(PA2);第三开关(S3)的发射极与第六开关(S6)的集电极相连，构成第三交流连接点(PA3);第一开关(Sl)、第二开关(S2)和第三开关(S3)的集电极连接在一起，构成第一直流连接点(PD1);第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)的发射极连接在一起，构成第二直流连接点(PD2);直流连接电容(C)的两端分别与第一直流连接点(PD1)和第二直流连接点(PD2)相连；第七开关(S7)、第八开关(S8)、第一二极管(Dl)和第二二极管(D2)组成第一斩波器(CH1);第七开关(S7)的发射极与第二二极管(D2)的阴极相连，构成第七交流连接点(PA7)，第七开关(S7)的集电极与第一直流连接点(PD1)相连，第二二极管(D2)的阳极与第二直流连接点(PD2)相连；第一二极管(Dl)的阳极与第八开关(S8)的集电极相连，构成第八交流连接点(PA8)，第八开关(S8)的发射极与第二直流连接点(PD2)相连，第一二极管(Dl)的阴极与第一直流连接点(PD1)相连；第九开关(S9)、第十开关(S10)、第十一开关(Sll)、第十二开关(S12)、第十三开关(S13)和第十四开关(S14)组成第一电流源变流器(CSC1);第十四开关(S14)的阳极与第十一开关(S11)的阴极相连，构成第四交流连接点(PA4);第十三开关(S13)的阳极与第十开关(S10)的阴极相连，构成第五交流连接点(PA5);第十二开关(S12)的阳极与第九开关(S9)的阴极相连，构成第六交流连接点(PA6);第九开关(S9)、第十开关(S10)和第十一开关(S11)的阳极连接在一起，构成第三直流连接点(PD3);第十二开关(S12)、第十三开关(S13)和第十四开关(S14)的阴极连接在一起，构成第四直流连接点(PD4);第十五开关(S15)的阳极与第四直流连接点(PD4)相连，其阴极与第三直流连接点(PD3)相连；超导磁体(Lsc)的两端分别与第七交流连接点(PA7)和第三直流连接点(PD3)相连；第八交流连接点(PA8)和第四直流连接点(PD4)相连；第一滤波电感(Ll)的一端与第一交流连接点(PA1)相连，第一滤波电感(Ll)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第一相连接点相连；第二滤波电感(L2)的一端与第二交流连接点(PA2)相连，第二滤波电感(L2)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第二相连接点相连；第三滤波电感(L3)的一端与第三交流连接点(PA3)相连，第三滤波电感(L3)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第三相连接点相连；三相变压器(Trs)的原边与三相电网相连；第一滤波电容器(Cl)的一端和第一单相变压器(Trl)次边的一端与第四交流连接点(PA4)相连；第二滤波电容器(C2)的一端和第二单相变压器(Tr2)次边的一端与第五交流连接点(PA5)相连；第三滤波电容器(C3)的一端和第三单相变压器(Tr3)次边的一端与第六交流连接点(PA6)相连；第一单相变压器(Trl)、第二单相变压器(Tr2)和第三单相变压器(Tr3)次边的另一端相互连接；第一单相变压器(Trl)原边的两端分别与电网第一相电源(Usl)的一端和第一相负载(Zl)的一端相连；第二单相变压器(Tr2)原边的两端分别与电网第二相电源(Us2)的一端和第二相负载(Z2)的一端相连；第三单相变压器(Tr3)原边的两端分别与电网第三相电源(Us3)的一端和第三相负载(Z3)的一端相连；所述的第一开关(Sl)……第八开关(S8)均为逆导型开关，第九开关(S9)……第十五开关(S15)均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关；所述的第一电压源变流器(VSC1)和第一斩波器(CH1)或采用多电平的结构形式代替所述的两电平结构形式。
6. 根据权利要求5所述的超导限流储能电路，其特征在于针对所述的超导限流储能电路的三种工作状态分别进行控制(l)所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态，此时组成第一电流源变流器(CSC1)的所有开关第九开关(S9)……第十四开关(S14)均闭合，第十五开关(S15)同时闭合，此时第一单相变压器(Trl)、第二单相变压器(Tr2)和第三单相变压器(Tr3)次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响；此时第一电压源变流器(VSC1)通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电压源变流器(VSC1)还从电网吸收和释放有功功率，对超导磁体(Lsc)进行充放电，使超导磁体(Lsc)的电流保持在给定值附近；第一斩波器(CH1)通过向直流连接电容(C)注入电流来控制直流连接电容(C)上的电压，使之维持在给定值附近；(2)所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态，此时第一电压源变流器(VSC1)和第一斩波器(CH1)的控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的控制方法相同，第十五开关(S15)此时打开，第一电流源变流器(CSC1)通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容(Cl、 C2和C3)上的电压，从而对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，进而改善负载的供电电压质量；(3)所述的超导限流储能电路处于限流状态，此时第十五开关(S15)打开，第一电流源变流器(CSC1)的所有开关闭合，第一电流源变流器(CSC1)等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体(Lsc)被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第一电压源变流器(VSC1)工作在有源逆变状态，尽量将限流过程中的给超导磁体(Lsc)的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体(Lsc)不受过流冲击；第一斩波器(CH1)通过向直流连接电容(C)注入电流来控制直流连接电容(C)上的电压，使直流连接电容(C)上的电压维持在给定值附近。
7. —种超导限流储能电路，其特征在于所述的超导限流储能电路结构如下第一开关(Sl)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)组成第一电压源变流器(VSC1);第一开关(Sl)的发射极与第四开关(S4)的集电极相连，构成第一交流连接点(PA1);第二开关(S2)的发射极与第五开关(S5)的集电极相连，构成第二交流连接点(PA2);第三开关(S3)的发射极与第六开关(S6)的集电极相连，构成第三交流连接点(PA3);第一开关(Sl)、第二开关(S2)和第三开关(S3)的集电极连接在一起，构成第一直流连接点(PD1);第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)的发射极连接在一起，构成第二直流连接点(PD2);直流连接电容(C)的两端分别与第一直流连接点(PD1)和第二直流连接点(PD2)相连；第七开关(S7)、第八开关(S8)、第一二极管(Dl)和第二二极管(D2)组成第一斩波器(CH1);第七开关(S7)的发射极与第二二极管(D2)的阴极相连，构成第七交流连接点(PA7)，第七开关(S7)的集电极与第一直流连接点(PD1)相连，第二二极管(D2)的阳极与第二直流连接点(PD2)相连；第一二极管(Dl)的阳极与第八开关(S8)的集电极相连，构成第八交流连接点(PA8)，第八开关(S8)的发射极与第二直流连接点(PD2)相连，第一二极管(Dl)的阴极与第一直流连接点(PD1)相连；第九开关(S9)、第十开关(S10)、第十一开关(S11)和第十二开关(S12)组成第一电流源变流器(CSC1);第十二开关(S12)的阴极与第九开关(S9)的阳极相连，构成第四交流连接点(PA4);第十一开关(S11)的阴极与第十开关(S10)的阳极相连，构成第五交流连接点(PA5);第九开关(S9)和第十开关(S10)的阴极相连，构成第三直流连接点(PD3);第十一开关(S11)和第十二开关(S12)的阳极相连，构成第四直流连接点(PD4);第十三开关(S13)、第十四开关(S14)、第十五开关(S15)和第十六开关(S16)组成第二电流源变流器(CSC2);第十六开关(S16)的阴极与第十三开关(S13)的阳极相连，构成第六交流连接点(PA6);第十五开关(S15)的阴极与第十四开关(S14)的阳极相连，构成第九交流连接点(PA9);第十三开关(S13)和第十四开关(S14)的阴极相连，构成第五直流连接点(PD5);第十五开关(S15)和第十六开关(S16)的阳极相连，构成第六直流连接点(PD6);第十七开关(S17)、第十八开关(S18)、第十九开关(S19)和第二十开关(S20)组成第三电流源变流器(CSC3)第二十开关(S20)的阴极与第十七开关(S17)的阳极相连，构成第十交流连接点(PA10);第十九开关(S19)的阴极与第十八开关(S18)的阳极相连，构成第十一交流连接点(PA11);第十七开关(S17)和第十八开关(S18)的阴极相连，构成第七直流连接点(PD7);第十九开关(S19)和第二十开关(S20)的阳极相连，构成第八直流连接点(PD8);第二十一开关(S21)的阳极与第三直流连接点(PD3)相连，第二十一开关(S21)的阴极与第四直流连接点(PD4)相连；第二十二开关(S22)的阳极与第五直流连接点(PD5)相连，第二十二开关(S22)的阴极与第六直流连接点(PD6)相连；第二十三开关(S23)的阳极与第七直流连接点(PD7)相连，第二十三开关(S23)的阴极与第八直流连接点(PD8)相连；超导磁体(Lsc)的两端分别与第七交流连接点(PA7)和第四直流连接点(PD4)相连；第八交流连接点(PA8)和第七直流连接点(PD7)相连；第三直流连接点(PD3)与第六直流连接点(PD6)相连，第五直流连接点(PD5)与第八直流连接点(PD8)相连；第一滤波电感(Ll)的一端与第一交流连接点(PA1)相连，第一滤波电感(Ll)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第一相连接点相连；第二滤波电感(L2)的一端与第二交流连接点(PA2)相连，第二滤波电感(L2)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第二相连接点相连；第三滤波电感(L3)的一端与第三交流连接点(PA3)相连，第三滤波电感(L3)的另一端与三相变压器(Trs)次边的第三相连接点相连；三相变压器的原边与三相电网相连；第一滤波电容(Cl)与第一单相变压器(Trl)的次边并联后其两端分别与第四交流连接点(PA4)和第五交流连接点(PA5)相连，第二滤波电容(C2)与第二单相变压器(Tr2)的次边并联后其两端分别与第六交流连接点(PA6)和第九交流连接点(PA9)相连，第三滤波电容(C3)与第三单相变压器(Tr3)的次边并联后其两端分别与第十交流连接点(PA10)和第十一交流连接点(PA11)相连；第一单相变压器(Trl)原边的两端分别与电网第一相电源(Usl)的一端和第一相负载(Zl)的一端相连；第二单相变压器(Tr2)原边的两端分别与电网第二相电源(Us2)的一端和第二相负载(Z2)的一端相连；第三单相变压器(Tr3)原边的两端分别与电网第三相电源(Us3)的一端和第三相负载(Z3)的一端相连；上述第一开关(Sl)……第八开关(S8)均为逆导型开关，第九开关(S9)……第二十三开关(S23)均为逆阻型开关，也可用逆导型开关串联一个二极管实现；所述的第一电压源变流器(VSC1)和第一斩波器(CH1)或采用多电平的结构形式代替所述的两电平结构形式。
8.根据权利要求5所述的超导限流储能电路，其特征在于针对所述的超导限流储能电路的三种工作状态分别进行控制(l)所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态，此时组成第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)和第三电流源变流器(CSC3)的所有开关第九开关(S9)……第二十开关(S20)均闭合，第二十一开关(S21)、第二十二开关(S22)和第二十三开关(S23)同时闭合，此时第一单相变压器(Trl)、第二单相变压器(Tr2)和第三单相变压器(Tr3)次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响；此时第一电压源变流器(VSC1)通过向电网注入可控的电流，补偿负载所产生的谐波、无功功率以及负载有功功率的波动分量，从而减轻负载对电网电能质量的影响；同时第一电压源变流器(VSC1)还从电网吸收和释放有功功率，对超导磁体(Lsc)进行充放电，使超导磁体(Lsc)的电流保持在给定值附近；第一斩波器(CHI)通过向直流连接电容(C)注入电流来控制直流连接电容(C)上的电压，使之维持在给定值附近；(2)所述的超导限流储能电路处于串并联同时补偿状态；此时第一电压源变流器(VSC1)和第一斩波器(CHI)控制方法与对所述的超导限流储能电路处于纯并联补偿状态的控制方法相同；第二十一开关(S21)、第二十二开关(S22)和第二十三开关(S23)此时打开，第一电流源变流器(CSCl)、第二电流源变流器(CSC2)和第三电流源变流器(CSC3)通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容(C1、C2和C3)上的电压，从而对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量；(3)所述的超导限流储能电路处于限流状态，此时第二十一开关(S21)、第二十二开关(S22)和第二十三开关(S23)打开，第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)和第三电流源变流器(CSC3)的所有开关闭合，第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)和第三电流源变流器(CSC3)等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体(Lsc)被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第一电压源变流器(VSC1)工作在有源逆变状态，将限流过程中的给超导磁体(Lsc)的充电能量逆变回电网，以保护超导磁体(Lsc)不受过流冲击；第一斩波器(CH1)通过向直流连接电容(C)注入电流来控制直流连接电容(C)上的电压，使直流连接电容(C)上的电压维持在给定值附近。
全文摘要
一种超导限流储能电路，它利用超导磁体作为储能环节，提供电网所需的有功功率；在电网发生短路故障时，通过简单的开关操作，又可将超导磁体串入电网进行限流。它可以同时实现电网无功补偿、有源滤波、负载波动有功功率补偿、负载电压凹陷补偿、电网调峰和故障限流等功能，具有利用率和可靠性高的优点。
文档编号H02J3/28GK101707367SQ20091024123
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者张志丰, 戴少涛, 肖立业, 郭文勇 申请人:中国科学院电工研究所