一种无变压器电感储能拓扑结构 |
|||||||
申请号 | CN201010233716.8 | 申请日 | 2010-07-22 | 公开(公告)号 | CN102013696A | 公开(公告)日 | 2011-04-13 |
申请人 | 荣信电力电子股份有限公司; | 发明人 | 魏西平; 赵淑玉; 张跃平; 胡涛; 张坤; 李太峰; 杨洋; 王振; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种无 变压器 电感储能拓扑结构,该拓扑结构包括三相,每相由多个H桥功率模 块 与电感储能模块构成的子单元 串联 在一起,经缓冲电感接入 电网 。电感储能模块由超 导线 圈Lc、 开关 器件IGBT5、开关器件IGBT6、 二极管 D1、二极管D2组成,超导线圈Lc与二极管D1、开关器件IGBT5构成存储 能量 回路,超导线圈Lc还与二极管D2、开关器件IGBT6构成存储能量回路,该电感储能模块与电容C相并联。该拓扑并联在电网上,输入端无变压器,体积小、重量轻、成本低;可抑制电网的那些电 力 污染,可补偿光伏或 风 能 发电的不 稳定性 ,给电网上的负载提供不间断、干净、稳定、无 频率 突变、高 质量 的 正弦波 电压 ;且转换效率高、响应速度快。 | ||||||
权利要求 | 1.一种无变压器电感储能拓扑结构,其特征在于,该拓扑结构包括三相,每相由多个H桥功率模块与电感储能模块构成的子单元串联在一起,经缓冲电感接入电网。 |
||||||
说明书全文 | 一种无变压器电感储能拓扑结构技术领域背景技术[0002] 目前,电网至少存在以下九种问题:断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰等。 可再生能源例如光伏或风能所产生的电能也极其的不稳定,新能源并网应用的规模越大,电网就越不安全,根据国内外风光电站并网的实践,借助储能技术可以实现新能源发电功率的平衡输出,使大规模风电及太阳能电力方便可靠地并入常规电网。 [0003] 目前电力储能设备都是通过变压器与电网相并联的,采用变压器,使设备投资大、占地多,成本高,生产周期长。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种基于MMC模块化多电平的无变压器电感储能拓扑结构,该拓扑并联在电网上,输入端无变压器,体积小、重量轻、成本低;可抑制电网的那些电力污染,可补偿光伏或风能发电的不稳定性,给电网上的负载提供不间断、干净、稳定、无频率突变、高质量的正弦波电压;且转换效率高、响应速度快。 [0005] 为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现: [0006] 一种无变压器电感储能拓扑结构,该拓扑结构包括三相,每相由多个H桥功率模块与电感储能模块构成的子单元串联在一起,经缓冲电感接入电网。 [0008] 所述的电感储能模块由超导线圈Lc、开关器件IGBT5、开关器件IGBT6、二极管D1、D2组成,超导线圈Lc与二极管D1、开关器件IGBT5构成存储能量回路,超导线圈Lc还与二极管D2、开关器件IGBT6构成存储能量回路,该电感储能模块与电容C相并联。 [0009] 与现有技术相比,本发明的有益效果是: [0010] 1)输入端无变压器,进而使该电感储能拓扑装置与同电压、功率等级下的有变压器的相比较,生产周期减小一半,体积减小一半,成本降低一半,占地面积减小一半,运输方便,结构简单; [0013] 图1是无变压器电感储能拓扑结构图; [0014] 图2是无变压器电感储能拓扑基本单元结构图。 具体实施方式[0015] 见图1,一种无变压器电感储能拓扑结构,该拓扑结构包括三相,每相由多个H桥功率模块与电感储能模块构成的子单元串联在一起,经缓冲电感L接入电网。 电感L还连接缓冲电阻R,缓冲电阻R与开关K2并联后,与断路器K1连接。 [0016] 见图2,H桥功率模块由开关器件IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4组成,开关器件IGBT1和IGBT2相串联,开关器件IGBT3和IGBT4相串联,再和直流电容C并联。并且四个开关器件IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4分别并联一个反接二极管D11、D22、D33、D44。 IGBT1与IGBT2的公共端、IGBT3与IGBT4的公共端为该功率模块与其它功率模块相连接的输入、输出端。 [0017] 电感储能模块由超导线圈Lc、开关器件IGBT5、开关器件IGBT6、二极管D1、D2、D3、D4组成,超导线圈Lc与二极管D1、开关器件IGBT5构成存储能量回路,超导线圈Lc还与二极管D2、开关器件IGBT6构成存储能量回路,该电感储能模块与电容C相并联。 [0019] 当电网电压产生尖峰时,电压通过二极管D11、D44以及IGBT5、IGBT6向直流侧供电,如图2所示,此时,本发明电感储能拓扑直流侧电容C和超导线圈Lc吸收电网尖峰,进而抑制了电网尖峰对电网上设备的影响。 当电网电压突然跌落或中断时,通过控制每个单元(如图2所示)的IGBT1~IGBT4,关断IGBT5、IGBT6,此时,直流侧电容C和超导线圈Lc中的能量回馈电网,使电网输出正常的正弦波。当电网电压正常时,关断IGBT1~IGBT4,开通IGBT5或IGBT6,此时,超导线圈Lc中的电流通过D1和IGBT5形成回路,或通过D2和IGBT6形成回路,能量储存在超导线圈Lc中。 |