Mmc-upqc结构的制作方法
【专利摘要】一种MMC-UPQC结构，包括：UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱、UPQC高压柜体集装箱、单相隔离变压器、UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器，单相隔离变压器设置在与馈出母线接近的位置，UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱依次呈一字型排列设置，且设置在电缆沟的一侧，UPQC高压柜体集装箱与UPQC垂直设置且设置在电缆沟的另一侧，UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器三层叠放组合成串并联两部分，分别设置在UPQC低压柜体集装箱的两侧。本发明结构紧凑，能够直接在户外环境下安全、可靠地运行，占地小，设备之间连线简洁，电气及土建施工周期短，节约成本，降低费用。
【专利说明】 IVIMC-UPQC 结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及MMC-UPQC的结构设计，特别涉及一种MMC-UPQC平面设置结构。
【背景技术】
[0002]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，对电源特性变化的敏感性呈逐年上升趋势；同时，电能质量问题越来越复杂，由电能质量扰动引起的损失日趋增加。因此，为了提高供电质量、降低因电能质量问题对用户造成的损失、保护用户利益、营造良好的投资环境，采用先进的电能质量调控技术成为未来电力供应的发展趋势之一。
[0003]单一的电能质量调节器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。如果在同一园区内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，这种方式将会大大提高投资成本、增加装置运行维护工作量以及各装置之间协调配合的复杂程度。因此，基于统一电能质量控制器(Unified Power QualityConditioner, UPQC)的电能质量综合控制技术应运而生。
[0004]统一电能质量控制器包括并联部分和串联部分。其中，串联部分用于解决电压问题，具备DVR、DUPS功能；并联部分用于解决电流问题，具备D-STATCOM、APF功能。两部分既可以解耦后独立运行实现各自功能，又可以联合运行实现统一的综合功能。UPQC具有的功能主要包括有:(I)电压动态调节，通过补偿电压暂降、电压暂升、电压谐波，维持负载侧的电压为标称值；(2)动态无功补偿，稳定电压偏差，提高负载的功率因数；(3)有源滤波，保证系统电流的质量；(4)平衡化补偿，包括滤除负序、零序分量；(5)动态不间断电源；(6)储能、有功动态调节；(7)优质直流电源。
[0005]而MMC (模块化多电平变换器)-UPQC主要由UPQC串联部分、UPQC并联部分、UPQC高压柜体部分、UPQC低压柜体部分、单相隔离变压器、UPQC装置专用变压器、UPQC桥臂电抗器，滤波电抗器等设备本体等组成。按照现有的对MMC-UPQC的结构设计，MMC-UPQC设备的布置一般为尺寸相同的集装箱布置在一起，同时UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器等采用单相单层“一”字或“品”字布置。此种布置方式占地面积大，设备之间连线复杂，土建及电气施工周期长、费用高。
【发明内容】
[0006]基于此，针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、户外安装与施工的工期短且占地小的MMC-UPQC结构。
[0007]为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案:
[0008]一种MMC-UPQC结构，包括:UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱、UPQC高压柜体集装箱、单相隔离变压器、UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器，所述单相隔离变压器设置在与馈出母线接近的位置，所述UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱依次呈一字型排列设置，且设置在电缆沟的一侧，所述UPQC高压柜体集装箱与所述UPQC垂直设置且设置在所述电缆沟的另一侧，所述UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器三层叠放组合成串并联两部分，分别设置在所述UPQC低压柜体集装箱的两侧。
[0009]根据上述本发明实施例的方案，该结构设置中UPQC串联部分、UPQC并联部分、UPQC高压柜体部分、UPQC低压柜体部分为集装箱式结构布置，UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器等为三相层叠布置。整套装置结构紧凑，能够直接在户外环境下安全、可靠地运行，占地小，设备之间连线简洁，电气及土建施工周期短，节约成本，降低费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的MMC-UPQC结构实施例的结构示意图；
[0011]图2是一个具体应用中的MMC-UPQC的平面结构示意图；
[0012]图3是一个具体示例中MMC-UPQC结构中的电抗器平面结构示意图；
[0013]图4是一个具体示例中的MMC-UPQC架构所在系统的主接线图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合其中的较佳实施方式对本发明方案进行详细阐述。
[0015]图1中示出了本发明的MMC-UPQC结构实施例的结构示意图。如图1所示，在本实施例中，该MMC-UPQC结构包括有:UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱、UPQC高压柜体集装箱、单相隔离变压器、UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器，其中，单相隔离变压器设置在与馈出母线接近的位置，UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱依次呈一字型排列设置，且设置在电缆沟的一侧，UPQC高压柜体集装箱与UPQC垂直设置且设置在所述电缆沟的另一侧，UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器三层叠放组合成串并联两部分，分别设置在UPQC低压柜体集装箱的两侧。图1所示中，由于实际的馈出母线的位置并不确定，图1所示中是以单相隔离变压器设置在UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器并联部分的右侧为例进行说明，这种说明并不用以构成对本发明方案的限定。
[0016]根据上述本发明实施例的方案，该结构设置中UPQC串联部分、UPQC并联部分、UPQC高压柜体部分、UPQC低压柜体部分为集装箱式结构布置，UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器等为三相层叠布置。整套装置结构紧凑，能够直接在户外环境下安全、可靠地运行，占地小，设备之间连线简洁，电气及土建施工周期短，节约成本，降低费用。根据如上所述的本实施例中的MMC-UPQC结构，图2中示出了一个具体应用中的MMC-UPQC的平面结构示意图。图2所示的应用场景中，由于变电站原馈出母线(电缆)经西南侧的电缆沟送至用户。为充分利用原有电缆而不再新增，因此，图2所示中，与馈出母线串联的3台单相隔离变压器设置在西南角，靠近既有电缆沟，从而可以利用原有馈出母线进行结构设置。
[0017]此外，如图2所示，UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱从西至东呈“一”字形设置，从而不仅整齐美观，又由于UPQC控制系统(设置在UPQC低压柜体集装箱内)与UPQC串联集装箱及UPQC并联集装箱之间的距离较短，其间敷设的光纤也因此而缩短，从而使其信号衰减极小，满足了整套装置响应时间的要求。
[0018]由于高压柜体集装箱内含有多面高压开关柜，高压开关柜与UPQC串并联集装箱之间有多组高压电缆连接，如果距离较远，电缆采购以及施工成本将大幅增加，因此，图2所示中，UPQC高压柜体集装箱布置于UPQC低压柜体集装箱的南侧，与UPQC低压柜体集装
箱垂直设置。
[0019]如图2所示，在该实施例中，该单相隔离变压器I有三个，且各单相隔离变压器呈一字型设置，各单相隔离变压器I通过高压电缆与电缆支架10连接，相邻的单相隔离变压器I之间设置有防火墙15，以实现各单相隔离变压器I之间的隔离，提高安全性。
[0020]图2所示中，还示出了装置专用变12，该装置专用变12在图2所示中设置在与UPQC并联集装箱相邻的东侧，装置专用变12可通过电缆支架9与外部电缆连接，装置专用变12外侧设置有金属网栅11，以实现安全性隔离。
[0021]按照常规的设置方式，UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器均为单相单层“一”字或“品”字设置，同时，桥臂电抗器与UPQC串并联部分的电气连接均通过高压电缆实现，按照这种结构设置防护四，势必大大增加占地面积、电缆采购及土建施工成本。在本申请方案中，经过优化，UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器三层叠放组合成串并联两部分区域布置，分别置于UPQC低压柜体集装箱东西两侧，从而很好解决地解决了上述占地面积大、成本高问题。
[0022]如上所述，UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器为三层叠放。为了便于连接，可以对UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器的接线端子方式及数量进行更改，具体的更改方式在此不予赘述。具体连接时，高压电缆先连接滤波电抗器4、5，两组滤波电抗器以铝母排电气连接，然后再通过铝母排与UPQC桥臂电抗器6连接。S卩，UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器均三层叠放“一”字布置，同相之间的电气连接以铝母排来实现，很好地解决了电气上的连接。
[0023]据此，图3中示出了一个具体示例中MMC-UPQC结构中的电抗器平面结构示意图。结合图2、图3所示，各桥臂电抗器6通过高压电缆与电缆支架8连接，通过铝母排与桥臂电抗器6相邻的滤波电抗器5通过高压电缆与电力电容器7连接，另一个滤波电容器4通过高压电缆与电缆支架8连接。
[0024]根据上述本发明方案，图4中示出了一个具体示例中的MMC-UPQC架构所在系统的一个具体的主接线图示例。需要说明的是，该主接线图示例仅仅是针对一个具体的MMC-UPQC系统的接线示例，并不用以对本发明的MMC-UPQC架构所应用的MMC-UPQC的系统结构进行限定。
[0025]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种MMC-UPQC结构，其特征在于，包括:UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱、UPQC高压柜体集装箱、单相隔离变压器、UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器，所述单相隔离变压器设置在与馈出母线接近的位置，所述UPQC串联集装箱、UPQC低压柜体集装箱、UPQC并联集装箱依次呈一字型排列设置，且设置在电缆沟的一侧，所述UPQC高压柜体集装箱与所述UPQC垂直设置且设置在所述电缆沟的另一侧，所述UPQC桥臂电抗器、滤波电抗器三层叠放组合成串并联两部分，分别设置在所述UPQC低压柜体集装箱的两侧。
2.根据权利要求1所述的MMC-UPQC结构，其特征在于，所述滤波电抗器与高压电缆连接，两组滤波电抗器以铝母排电气连接，并通过铝母排与UPQC桥臂电抗器连接。
3.根据权利要求2所述的MMC-UPQC结构，其特征在于，各桥臂电抗器通过高压电缆与电缆支架连接，通过铝母排与桥臂电抗器相邻的滤波电抗器通过高压电缆与电力电容器连接，另一个滤波电容器通过高压电缆与电缆支架连接。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的MMC-UPQC结构，其特征在于，所述单相隔离变压器有三个，各单相隔离变压器呈一字型设置，相邻的单相隔离变压器之间设置有防火墙。
5.根据权利要求4所述的MMC-UPQC结构，其特征在于，各单相隔离变压器通过高压电缆与电缆支架连接。
【文档编号】H02J3/00GK103427416SQ201310320282
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】徐柏榆, 刘正富, 陈青恒, 盛超, 曾繁鹏, 马明, 王浩, 李兰芳 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 广东电网公司惠州供电局, 荣信电力电子股份有限公司