一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器，涉及柔性输电技术领域。本实用新型专利技术中具有限流保护的准Z源统一潮流控制器，主要包括：并联侧准Z源变换器、串联侧准Z源变换器、三相桥式限流保护电路、滤波电感组成。并联和串联两侧变换器均通过变压器耦合接入交流线路中。准Z源变换器由电感、电容、二极管组成并连接三相逆变桥。本实用新型专利技术相比采用传统变换器的统一潮流控制器具有电能变换效率高的特点，并且允许变换器桥臂上下管同时导通。当线路发生短路情况时，限流保护装置能够保护统一潮流控制器的核心部件，系统的可靠性大幅提高。大幅提高。大幅提高。

【技术实现步骤摘要】
一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器


[0001]本技术属于柔性输电
，具体涉及的是一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器。
技术背景
[0002]统一潮流控制器(UPFC)是一种强大的柔性交流传输系统(FACTS)装置，可用于控制稳态潮流，优化系统动态性能，提高负载的功率因数。现有的统一潮流控制器大多采用电压源型变换器，功能单一，不能充当buck
‑
boost转换器。而准Z源除了具有与传统变换器相似的特性，能够实现buck
‑
boost功能，还有优秀的滤波能力和无死区特性，比传统变换器更可靠。所以准Z源变换器在统一潮流控制器中的应用有广阔的前景。

技术实现思路

[0003]为解决上述现有技术所存在的缺陷，本技术提出一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器。
[0004]一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器：并联侧准Z源变换器、串联侧准Z源变换器、三相桥式限流保护电路、滤波电感组成；并联和串联两侧变换器均通过变压器耦合接入交流线路中。
[0005]优选地，所述准Z源变换器由电感、电容、二极管和三相逆变桥组成。
[0006]优选地，所述三相桥式限流保护电路包括三相整流桥、续流二极管、电感、电阻和电容。
[0007]优选地，所述采用准Z源变换器的统一潮流控制器由两个准Z源变换器背靠背连接组成，变换器通过滤波电感再与变压器连接，通过变压器耦合接入交流线路中。
[0008]优选地，所述的三相桥式限流保护电路连接在串联侧变换器一侧，串联在变压器之后。
[0009]优选地，所述的准Z源变换器中电感L1一端与电容C2一端和二极管D的阳极连接，电感L1的另一端连接两个串联的电容C
z1
和C
z2
，两电容间引出中性点接地；电容C2另一端连接电感L2及三相逆变桥，电感L2另一端连接二极管D的阴极和电容C1，电容C1另一端连接三相逆变桥和电容C
z2
；串联侧准Z源变换器在三相逆变桥与电感L2与电容C1之间还并联了一个与三相桥式保护电路相配合的开关管K7。
[0010]优选地，所述的统一潮流控制器采用两个准Z源变换器背靠背连接，所以连接处两个电容串联然后并联的结构简化为两个电容串联。
[0011]优选地，所述的三相逆变桥第一个桥臂包括开关管S1和S2，每个开关管均并联一个续流二极管，开关管S1的发射极与开关管S2的集电极相连，开关管S1和S2之间引出A相输出端；其他两个桥臂连接方式相同，分别引出B、C相输出端。
[0012]优选地，所述的三相桥式限流保护电路由晶闸管、二极管、电阻、电容、电感组成；电感L
P1
与电阻R
P1
串联后接在三相整流桥两端，电容C
P1
与电阻R
P2
串联后也并在三相整流桥
两端。
[0013]优选地，所述三相桥式限流保护电路中的三相整流桥的第一个桥臂由开关管K1和K2串联组成，开关管K1和K2之间连接A相；其他两个桥臂连接方式相同，分别连接B、C相。
[0014]优选地，所述的整流管或开关管为晶闸管、可控型功率管、门极可关断的电力电子器件或全控型电力电子器件。
[0015]采用如上所述的技术方案，本技术具有如下所述的优越性：
[0016]本技术中准Z源网络嵌入到直流侧电容和三相逆变桥之间，能够实现单级逆变器升降压调节，可工作于较宽的输入电容电压范围，并且允许逆变器桥臂上下管同时导通。同时串联侧变换器串联了三相桥式限流保护装置，能够有效应对系统短路故障，保护统一潮流控制器的核心部件。
附图说明
[0017]图1为统一潮流控制器的普遍结构。
[0018]图2为采用准Z源变换器的统一潮流控制器。
[0019]图3为准Z源网络在直通状态下的等效电路图。
[0020]图4为准Z源网络在非直通状态下的等效电路图。
[0021]图5为本技术在系统故障情况下的短路电流通路图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。
[0023]图1是通用的统一潮流控制器的拓扑结构图。图1中，U
sa
, U
sb
和U
sc
分别表示系统电源交流侧三相电压。
[0024]图2是采用准Z源变换器的统一潮流控制器的结构图。图2中，U
sa
, U
sb
和U
sc
分别表示系统电源交流侧三相电压。
①
所划区域为准Z源变换器。
②
所划区域为采用准Z源的统一潮流控制器主体部分。
[0025]一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器：并联侧准Z源变换器、串联侧准Z源变换器、三相桥式限流保护电路、滤波电感组成；并联和串联两侧变换器均通过变压器耦合接入交流线路中。
[0026]进一步，所述准Z源变换器由电感、电容、二极管组成并连接三相逆变桥。
[0027]进一步，所述三相桥式限流保护电路包括三相整流桥、续流二极管、电感、电阻和电容。
[0028]进一步，所述采用准Z源变换器的统一潮流控制器由两个准Z源变换器背靠背连接组成，变换器通过滤波电感再与变压器连接，通过变压器耦合接入交流线路中。
[0029]进一步，所述的三相桥式限流保护电路连接在串联侧变换器一侧，串联在变压器之后。
[0030]进一步，所述的准Z源变换器中电感L1一端与电容C2一端和二极管D的阳极连接，电感L1的另一端连接两个串联的电容C
z1
和C
z2
，两电容间引出中性点接地；电容C2另一端连接电感L2及三相逆变桥，电感L2另一端连接二极管D的阴极和电容C1，电容C1另一端连接三相
逆变桥和电容C
z2
；串联侧准Z源变换器在三相逆变桥与电感L2与电容C1之间还并联了一个与三相桥式保护电路相配合的开关管K7。
[0031]进一步，所述的统一潮流控制器采用两个准Z源变换器背靠背连接，所以连接处两个电容串联然后并联的结构简化为两个电容串联。
[0032]进一步，所述的三相逆变桥第一个桥臂包括开关管S1和S2，每个开关管均并联一个续流二极管，开关管S1的发射极与开关管S2的集电极相连，开关管S1和S2之间引出A相输出端；其他两个桥臂连接方式相同，分别引出B、C相输出端。
[0033]进一步，所述的三相桥式限流保护电路由晶闸管、二极管、电阻、电容、电感组成；电感L
P1
与电阻R
P1
串联后接在三相整流桥两端，电容C
P1
与电阻R
P2
串联后也并在三相整流桥两端。
[0034]进一步，所述三相整流桥第一个桥臂由开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器，其特征在于，包括：并联侧准Z源变换器、串联侧准Z源变换器、三相桥式限流保护电路、滤波电感组成；并联和串联两侧变换器均通过变压器耦合接入交流线路中；所述准Z源变换器由电感、电容、二极管、三相逆变桥组成；所述三相桥式限流保护电路包括三相整流桥、续流二极管、电感、电阻和电容。2.根据权利要求1所述的一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器，其特征在于：所述具有限流保护的准Z源统一潮流控制器由两个准Z源变换器背靠背连接组成，变换器通过滤波电感再与变压器连接，通过变压器耦合接入交流线路中。3.根据权利要求1所述的一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器，其特征在于：所述的三相桥式限流保护电路连接在串联侧变换器一侧，串联在变压器之后。4.根据权利要求1所述的一种具有限流保护的准Z源统一潮流控制器，其特征在于：所述的准Z源变换器中电感L1一端与电容C2一端和二极管D的阳极连接，电感L1的另一端连接两个串联的电容C
z1
和C
z2
，两电容间引出中性点接地；电容C2另一端连接电感L2及三相逆变桥，电感L2另一端连接二极管D的阴极和电容C1，电容C1另一端连接三相逆变桥和电容C
z2
；串联侧准Z源变换器在三相逆变桥与电...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜景斌，朱强，王怡斐，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：