功能。
[0055] 有源补偿消弧功能仿真验证如下，在0. 45S时A相发生单相接地故障，故障点电流 波形如图10所示，根据仿真系统模型参数计算，确定出电路的三相所需输出的零序补偿电 流和为：:J产觸
为比较补偿前后关系，在0.1 S时电路投入使用，注入零序电流后的故障点电流波形如 图11所示。
[0056] 从上述仿真结果图分析，本可同时实现电能质量调节和有源补偿消弧的电路，可 以在未发生故障时进行电能质量调节功能，而当发生单相接故障后可以通过电路并联变流 电路的三相向配电网注入零序电流进行有源补偿消弧，减小单相接地故障的危害。
[0057] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电路，包括中压配电系统的 A、B、C三相线路，其特征在于：包括： 第一耦合变压器，三组副边绕组分别串联在配电系统A、B、C三相线路中； 三相串联模块，包括交流侧和直流侧，其交流侧分别与第一耦合变压器原边绕组相连， 用于给直流母线稳压单元的储能电容充电和通过第一耦合变压器向配电系统插入电压解 决配电系统电压波动问题； 直流母线稳压单元，一端与三相串联模块的直流侧相连，用于实现直流稳压，为输出零 序补偿电流提供通道，同时在有源补偿消弧时支撑直流母线侧电压； 三相并联模块，包括直流侧和交流侧，其直流侧与直流母线稳压单元的另一端相连，用 于向配电系统注入电流实现负荷电流谐波分量的补偿和有源补偿消弧功能； 第二耦合变压器，其原边绕组连接在并联控制模块交流侧与接地端之间，副边绕组并 联在配电系统的A、B、C三相线路与接地端之间。2. 根据权利要求1所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电 路，其特征在于：所述的三相串联模块包括用于滤除输出电压中高次谐波的串联滤波单元、 三相串联变流单元以及对三相串联变流单元进行控制的电压控制单元；三相串联变流单元 的交流侧通过串联滤波单元连接所述的第一親合变压器，三相串联变流单元的直流侧连接 所述的直流母线稳压单元。3. 根据权利要求1所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电 路，其特征在于：所述的三相并联模块包括用于滤除输出电流中高次谐波的并联滤波单元、 三相并联变流单元以及对三相并联变流单元进行控制的电流控制单元；三相并联变流单元 的交流侧通过并联滤波单元连接所述第二耦合变压器的原边绕组，三相并联变流单元的交 流侧连接所述的直流母线稳压单元。4. 根据权利要求2所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电 路，其特征在于：所述的三相串联变流单元采用由IGBT管G1~G6以及二极管D1~D6组成的 三相桥式全控电路，三相串联变流单元直流侧正极同时并联IGBT管Gl、IGBT管G3、IGBT管 G5的集电极，三相串联变流单元直流侧负极同时并联IGBT管G2、IGBT管G4、IGBT管G6的 发射极；IGBT管Gl、IGBT管G3、IGBT管G5的发射极分别连接IGBT管G2、IGBT管G4、IGBT 管G6的集电极并分别引出三相串联变流单元的交流侧与串联滤波单元相连； 二极管D1~D6的阴极分别连接IGBT管G1~G6的集电极，二极管D1~D6的阳极分别连接 IGBT管G1~G6的发射极，IGBT管G1~G6的门极同时与所述的电压控制单元相连。5. 根据权利要求2所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电 路，其特征在于：所述的串联滤波单元采用由电容C1~C3以及电感L1~L3组成的三相并联 LC二阶滤波电路，第一耦合变压器的三组副边绕组的一端分别并联电感Ll和电容C1，电感 L2和电容C2以及电感L3和电容C3的一端，电容C1~C3的另一端接地，电感L1~L3的另一 端分别连接三相并联变流单元的交流侧，三组副边绕组的另一端通过开关Kl接地。6. 根据权利要求3所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电 路，其特征在于：所述的三相并联变流单元采用IGBT管Gl' ~G6'以及二极管Dl' ~D6'组 成的三相桥式全控电路，三相并联变流单元直流侧正极同时并联IGBT管Gl'、IGBT管G3'、 IGBT管G5'的集电极，三相并联变流单元直流侧负极同时并联IGBT管G2'、IGBT管G4'、 IGBT管G6'的发射极，IGBT管Gl'、IGBT管G3'、IGBT管G5'的发射极分别连接IGBT管 G2'、IGBT管G4'、IGBT管G6'的集电极并分别引出三相并联变流单元的交流侧与并联滤波 单元相连； 二极管Dl' ~D6'的阴极分别并联IGBT管Gl' ~G6'集电极，二极管Dl' ~D6'的阳极分 别并联IGBT管Gl' ~G6'的发射极，IGBT管Gl' ~G6'门极同时与所述的电流控制单元相 连。7. 根据权利要求3所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电 路，其特征在于：所述的并联滤波单元采用电感L4~L6以及电容C4~C6组成的三相并联LC 二阶滤波电路，三相并联变流单元的交流侧分别串联电感L4~L6之后分别并联电容C4~C6 的一端以及第二耦合变压器三组原边绕组的一端，电容C4~C6的另一端以及第二耦合变压 器三组原边绕组的另一端接地；第二耦合变压器三组副边绕组分别并联在A、B、C三相线路 以及接地端之间。8. 根据权利要求1所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电 路，其特征在于：所述的直流母线稳压单元包括在有源补偿消弧时支撑直流母线侧电压的 双蓄电池以及双储能元件，双储能元件中间引出中线直接接地，为输出零序补偿电流提供 通道。9. 根据权利要求8所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的 电路，其特征在于：所述的双蓄电池为蓄电池DCl和DC2,所述的双储能元件为储能电容 C7-C8 ； 三相串联模块直流侧的正极同时并联蓄电池DCl的正极、电容C7的一端以及三相并联 模块的直流侧的正极，三相串联模块直流侧的负极同时并联蓄电池DC2的负极、电容C8的 一端以及三相并联模块的直流侧的负极，接地端同时并联蓄电池DCl的负极、蓄电池DC2的 正极以及电容C7~C8的另一端，电容C7和C8之间引出中线直接接地。10. 根据权利要求1所述的可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电 路，其特征在于：所述的第二耦合变压器的原副边绕组采用星形中性点直接接方式。
【专利摘要】同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电路，其特征在于：包括：三相串联模块和第一耦合变压器，用于保持直流母线电压的稳定以及向配电系统线路插入电压解决电网电压波动问题；三相并联模块和第二耦合变压器，进行电能质量调节时通过第二耦合变压器向配电系统注入电流消除线路中负荷电流的谐波分量，进行有源补偿消弧时向配电系统注入零序补偿电流；直流母线稳压单元，将三相串并联模块联系在一起，用于为三相串并联模块的直流侧提供稳定的直流电压。同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源补偿消弧的电路，通过三相串联模块、三相并联模块以及直流母线稳压单元，可同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源补偿的功能。
【IPC分类】H02H9/08
【公开号】CN105119262
【申请号】CN201510602066
【发明人】张毅, 徐丙垠, 薛永端
【申请人】山东科汇电力自动化股份有限公司, 中国石油大学(华东)
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月21日