本实用新型涉及电气工程领域，尤其涉及一种混合型大容量低成本UPQC电路结构。

  随着现代科学技术的发展，一方面，危害电能质量的因素持续不断的增加，例如，以电力电子装置为代表的非线性负荷的使用、各种大型用电设备的启停等；另一方面，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，如高性能办公设备、精密实验仪器、计算机、通讯及数据处理系统、精密生产的全部过程的自动控制设备等，人们对电能质量及可靠性的要求慢慢的升高。以上问题的矛盾愈来愈突出，这使得电能质量上的问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也慢慢变得大，电能质量的好坏必然的联系到国民经济的总体效益。

  工业现有已经投入到正常的使用中的电能质量装置已有很多，如电力无源滤波器LC、有源滤波器APF、DVR、UPS、SVG等。但现有装置都是针对单一的电能质量上的问题，电网/负荷中一般存在多种电能质量上的问题，要同时解决综合的电能质量上的问题，必须同时装配多种电能质量治理装置，多种电能质量治理装置协调配合之间易出现异常问题，导致治理效果差，或可能对电网造成更严重的问题。

  UPQC(统一电能质量控制器)作为一种综合电能质量治理装置，其串联侧具备DVR功能、UPS功能、电压谐波治理功能；其并联侧具备SVG无功补偿功能呢、APF电流谐波抑制功能。UPQC其串联侧和并联侧可单独运行实现各自的功能，也可联合运行实现统一的综合功能。

  在部分电力负荷和电网中，功率因数偏低，无功电流偏大，补偿无功电流，提高功率因数是解决电能质量上的问题的一项重要指标。而因为IGBT器件的制作水平导致APF、UPQC单台容量小，很难兼顾谐波抑制和无功补偿的功能；而近年来基于MMC拓扑结构或各种级联形式发展起来的大容量APF、UPQC设备，成本高，这是APF、UPQC设备难以普及应用的一个重要因素。

  本实用新型的目的是针对现存技术的不足而提供一种混合型大容量低成本UPQC电路结构。

  一种混合型大容量低成本UPQC电路结构，包括两个电压型全控换流器(VSC1和VSC2)、串联侧耦合变压器T1、直流储能电容Cdc、串联侧换流器VCS1输出低通滤波器L1和C1、并联侧换流器VSC2输出低通滤波电抗L2、并联侧耦合变压器T2、基波串联谐振支路L基和C基、注入支路C注、投切开关K1和K2、无缘滤波器组PPF；UPQC采用三相三线制结构，其串联侧换流器VSC1通过输出低通滤波器L1和C1与串联侧耦合变压器T1的二次侧绕组星形连接，串联侧耦合变压器T1的一次侧绕组串联于电网中，所述投切开关K1与串联侧耦合变压器T1的一次侧绕组并联；并联侧换流器VSC2经输出滤波电抗L2与并联侧耦合变压器T2的二次绕组星形连接，所述并联侧耦合变压器T2的一次绕组与基波谐振支路L基和C基并联，基波谐振支路L基和C基与注入支路C注串联，注入支路C注通过投切开关K2接入电网。

  本实用新型的混合型大容量低成本UPQC电路结构，可大幅度的提高设备容量，等容量情况下大幅度降低设备成本，提升设备正常运行自由度、安全和可靠性。

  请参阅图1，一种混合型大容量低成本UPQC电路结构，包括两个电压型全控换流器(VSC1和VSC2)、串联侧耦合变压器T1、直流储能电容Cdc、串联侧换流器VCS1输出低通滤波器L1和C1、并联侧换流器VSC2输出低通滤波电抗L2、并联侧耦合变压器T2、基波串联谐振支路L基和C基、注入支路C注、投切开关K1和K2、无缘滤波器组PPF；UPQC采用三相三线制结构，其串联侧换流器VSC1通过输出低通滤波器L1和C1与串联侧耦合变压器T1的二次侧绕组星形连接，串联侧耦合变压器T1的一次侧绕组串联于电网中，所述投切开关K1与串联侧耦合变压器T1的一次侧绕组并联；并联侧换流器VSC2经输出滤波电抗L2与并联侧耦合变压器T2的二次绕组星形连接，所述并联侧耦合变压器T2的一次绕组与基波谐振支路L基和C基并联，基波谐振支路L基和C基与注入支路C注串联，注入支路C注通过投切开关K2接入电网。

  所述投切开关K1、K2均采用双向晶闸管SCR，可灵活控制UPQC投入/投出，减小系统损耗，提高可靠性和安全性。

  所述无缘滤波器组PPF由n组单调谐滤波器组成，滤除的谐波次数和滤波器组数均根据负荷/电网中的谐波电流和无功电流情况而定，能灵活的补偿无功电流和谐波电流，对提升系统稳定性、降低滤波器损耗、减小电能质量治理成本有明显优势。

  混合型UPQC电路结构，UPQC仅负载治理高次谐波电流和治理电压问题，明显提升混合型UPQC设备的实际在做的工作容量、降低电能质量治理设备的成本。

  基波谐波振电路与耦合变压器T2并联关系，注入支路与基波谐振电路串联。耦合变压器T2与基波串联谐振支路并联，使换流器VSC2不承担基波电压，明显降低并联侧换流器VSC2的耐压值，故明显降低IGBT成本。

  直流侧电容通过多个电容串并联组成，以增大容量和耐压值，直流储能电容Cdc两端同时连接串联换流器VSC1和并联换流器VSC2直流侧。

  基波谐振电路为L基和C基串联电路、注入支路仅有C注构成；所述投切开关K1、K2结合实际运作情况控制UPQC是否/何时投入/投出系统。

  本实用新型不局限于上述实施例，实施例只是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

  技术研发人员：于传;徐修华;张红飞;康臣;郭继刚;王书征;李奕铭;梁皓

  技术所有人：国网安徽省电力公司培训中心;安徽电气工程职业技术学院;南京工程学院;国网阜阳供电公司;国家电网公司

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