專利名稱：一種超導(dǎo)限流儲能電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)限流儲能電路。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會對電力需求不斷增加，帶動了電力系統(tǒng)的不斷發(fā) 展，單機(jī)和發(fā)電廠容量、變電所容量、城市和中心負(fù)荷不斷增加，就使得電力系統(tǒng)之間互聯(lián)， 各級電網(wǎng)中的短路電流水平不斷提高，短路故障對電力系統(tǒng)及其相連的電氣設(shè)備的破壞性 也越來越大。而且，在對電能需求量日益增長的同時(shí)，人們對電能質(zhì)量、供電可靠性和安全 性等也提出了更高的要求。然而，大電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性問題比較突出，其中最重要的原因之 一是由于常規(guī)電力技術(shù)缺乏行之有效的短路故障限流技術(shù)。目前，世界上廣泛采用斷路器 對短路電流全額開斷，由于短路電流水平與系統(tǒng)的容量直接相關(guān)，在斷路器的額定開斷電 流水平一定的情況下，采用全額開斷短路電流將會限制電力系統(tǒng)容量的增長，并且斷路器 價(jià)格隨著其額定開斷電流的增加而迅速上升。隨著電網(wǎng)容量和規(guī)模的擴(kuò)大，這一問題將變 得更加嚴(yán)重。 與此同時(shí)，常規(guī)電力技術(shù)由于缺乏快速電能存取技術(shù)，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙我國電力工 業(yè)的發(fā)展。首先，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對電能的需求量日益增長，西電東送 和全國聯(lián)網(wǎng)不可避免，大電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定性問題日益突出；其次，隨著信息技術(shù)和微電子技 術(shù)日益廣泛地滲透到工業(yè)和人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，進(jìn)而對電能質(zhì)量和供電可靠性提出了越 來越高的要求，常規(guī)電力技術(shù)已經(jīng)難以適應(yīng)人們的這種要求。 短路故障限流器是解決短路故障問題的有效途徑。它通過在電網(wǎng)發(fā)生短路時(shí)，在 故障線路中串入阻抗來限制故障電流，以達(dá)到保護(hù)電力設(shè)備和使斷路器能可靠開斷的目 的。而超導(dǎo)儲能系統(tǒng)(SMES)具有反應(yīng)速度快、功率密度高以及轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)，在解決 現(xiàn)有電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性問題、提高電能質(zhì)量和供電可靠性方面可以發(fā)揮不可替代作 用。美國專利U.S5，726，848 "故障限流器和交流斷路器"，提出了一種短路故障限流器，它 采用一種單相晶閘管整流橋結(jié)構(gòu)，將限流電感并聯(lián)在整流橋的直流端，通過控制晶閘管的 移相角來限制故障電流。該專利的主要問題是諧波含量高，對負(fù)載的影響較大；同時(shí)控制 方法較復(fù)雜，可靠性低。美國專利US2002/0030952 "超導(dǎo)磁體放電方法及裝置"提出了一 種超導(dǎo)儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它可實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵負(fù)載的保護(hù)，以提高供電質(zhì)量，其主要缺點(diǎn)是功能單 一，設(shè)備率用率低。中國專利CN100527560C "—種橋路型限流貯能電路"提出了一種可以 同時(shí)實(shí)現(xiàn)故障限流和負(fù)載端電壓保護(hù)的電路。其主要缺點(diǎn)是只能對一條線路實(shí)現(xiàn)故障限流 的功能，另外一條線路實(shí)現(xiàn)負(fù)載端電壓保護(hù)的功能。只能適用于特定的場合，適用面窄。中 國專利CN100527559C "—種線間電壓補(bǔ)償型限流貯能電路"提出了一種可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)故障 限流和負(fù)載端電壓保護(hù)的電路，其主要缺點(diǎn)是由于換流器通過限流電感和變壓器與電網(wǎng)串 聯(lián)，由于限流電感的存在，無法穩(wěn)定控制變壓器兩端的電壓，因此實(shí)現(xiàn)負(fù)載端電壓保護(hù)的難 度大，可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)限流儲能電路，它通用性高，控 制方法簡單，可廣泛適用于各種三相電網(wǎng)的故障限流，并提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
本發(fā)明有以下四種結(jié)構(gòu)形式 1、本發(fā)明超導(dǎo)限流儲能電路結(jié)構(gòu)如下第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、 第五開關(guān)和第六開關(guān)組成第一電流源變流器；第一開關(guān)的陽極與第四開關(guān)的陰極相連，構(gòu) 成第一交流連接點(diǎn)；第二開關(guān)的陽極與第五開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)；第三 開關(guān)的陽極與第六開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)；第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān) 的陰極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)；第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)的陽極連接在一 起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)。第七開關(guān)、第八開關(guān)、第九開關(guān)、第十開關(guān)、第十一開關(guān)和第十二 開關(guān)組成第二電流源變流器；第十二開關(guān)的陽極與第九開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第四交流連 接點(diǎn)；第十一開關(guān)的陽極與第八開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)；第十開關(guān)的陽極 與第七開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)。第七開關(guān)、第八開關(guān)和第九開關(guān)的陽極連 接在一起，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)；第十開關(guān)、第十一開關(guān)和第十二開關(guān)的陰極連接在一起， 構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)。第十三開關(guān)的陽極與第四直流連接點(diǎn)相連，其陰極與第三直流連接 點(diǎn)相連；超導(dǎo)磁體的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)和第三直流連接點(diǎn)相連；第二直流連接點(diǎn) 和第四直流連接點(diǎn)相連。第一濾波電感的一端和第一濾波電容的一端與第一交流連接點(diǎn) 相連，第一濾波電感的另一端與三相變壓器次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感的一 端和第二濾波電容的一端與第二交流連接點(diǎn)相連，第二濾波電感的另一端與三相變壓器次 邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感的一端和第三濾波電容的一端與第三交流連接點(diǎn)相 連，第三濾波電感的另一端與三相變壓器次邊的第三相連接點(diǎn)相連；第一濾波電容、第二濾 波電容和第三濾波電容的另一端相互連接；三相變壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連。第四濾波 電容器的一端和第一單相變壓器次邊的一端與第四交流連接點(diǎn)相連；第五濾波電容器的一 端和第二單相變壓器次邊的一端與第五交流連接點(diǎn)相連；第六濾波電容器的一端和第三單 相變壓器次邊的一端與第六交流連接點(diǎn)相連；第一單相變壓器、第二單相變壓器和第三單 相變壓器次邊的另一端相互連接。第一單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源的一 端和第一相負(fù)載的一端相連；第二單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源的一端和 第二相負(fù)載的一端相連；第三單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源的一端和第三 相負(fù)載的一端相連。所述第一開關(guān)……第十三開關(guān)均為逆阻型開關(guān)，或者逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián) 一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)。 對本結(jié)構(gòu)形式的超導(dǎo)限流儲能電路的控制方法可分別針對如下三種工作狀態(tài)進(jìn) 行1、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)組成第二電流源變流器的所 有開關(guān)第七開關(guān)……第十二開關(guān)均閉合，第十三開關(guān)同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器、第 二單相變壓器和第三單相變壓器次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影 響。此時(shí)第一電流源變流器通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率 以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電流源變 流器還從電網(wǎng)吸收有和釋放功功率，對超導(dǎo)磁體進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體的電流保持在給 定值附近。2、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)第一電流源變流器 的控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的方法相同。第十三開關(guān)此時(shí)打開，第二電流源變流器通過電流控制，改變第四、五和六濾波電容上的電壓，對電網(wǎng)的 電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量。3、所述的超導(dǎo)限流儲能電 路處于限流狀態(tài)，此時(shí)第十三開關(guān)打開，第二電流源變流器的所有開關(guān)閉合，第二電流源變 流器等效為一個(gè)三相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體被自動串入電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了故障限流 的功能。與此同時(shí)，第一電流源變流器工作在有源逆變狀態(tài)，將限流過程中的給超導(dǎo)磁體的 充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體不受過流沖擊。 2、本發(fā)明一種超導(dǎo)限流儲能電路，還可以為如下結(jié)構(gòu)第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三 開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)組成第一電流源變流器；第一開關(guān)的陽極與第四開關(guān) 的陰極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)；第二開關(guān)的陽極與第五開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第二交流 連接點(diǎn)；第三開關(guān)的陽極與第六開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)；第一開關(guān)、第二開 關(guān)和第三開關(guān)的陰極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)；第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān) 的陽極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)。第七開關(guān)、第八開關(guān)、第九開關(guān)和第十開關(guān)組成 第二電流源變流器；第十開關(guān)的陰極與第七開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)；第九 開關(guān)的陰極與第八開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)；第七開關(guān)和第八開關(guān)的陰極相 連，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)；第九開關(guān)和第十開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)。第十一 開關(guān)、第十二開關(guān)、第十三開關(guān)和第十四開關(guān)組成第三電流源變流器；第十四開關(guān)的陰極 與第十一開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)；第十三開關(guān)的陰極與第十二開關(guān)的陽極 相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)；第十一開關(guān)和第十二開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第五直流連接點(diǎn)； 第十三開關(guān)和第十四開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第六直流連接點(diǎn)。第十五開關(guān)、第十六開關(guān)、第 十七開關(guān)和第十八開關(guān)組成第四電流源變流器；第十八開關(guān)的陰極與第十五開關(guān)的陽極相 連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)；第十七開關(guān)的陰極與第十六開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第九交流連接 點(diǎn)；第十五開關(guān)和第十六開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第七直流連接點(diǎn)；第十七開關(guān)和第十八開 關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第八直流連接點(diǎn)。超導(dǎo)磁體的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)和第四直流 連接點(diǎn)相連；第二直流連接點(diǎn)和第七直流連接點(diǎn)相連；第三直流連接點(diǎn)與第六直流連接點(diǎn) 相連，第五直流連接點(diǎn)與第八直流連接點(diǎn)相連；第十九開關(guān)的陽極與第三直流連接點(diǎn)相連， 第十九開關(guān)的陰極與第四直流連接點(diǎn)相連；第二十開關(guān)的陽極與第五直流連接點(diǎn)相連，第 二十開關(guān)的陰極與第六直流連接點(diǎn)相連；第二十一開關(guān)的陽極與第七直流連接點(diǎn)相連，第 二十一開關(guān)的陰極與第八直流連接點(diǎn)相連。第一濾波電感的一端和第一濾波電容的一端與 第一交流連接點(diǎn)相連，第一濾波電感的另一端與三相變壓器次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第 二濾波電感的一端和第二濾波電容的一端與第二交流連接點(diǎn)相連，第二濾波電感的另一端 與三相變壓器次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感的一端和第三濾波電容的一端與第 三交流連接點(diǎn)相連，第三濾波電感的另一端與三相變壓器次邊的第三相連接點(diǎn)相連；第一 濾波電容、第二濾波電容和第三濾波電容的另一端相互連接。三相變壓器的原邊與三相電 網(wǎng)相連；第四濾波電容與第一單相變壓器的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第四交流連接點(diǎn)和第 五交流連接點(diǎn)相連，第五濾波電容與第二單相變壓器的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第六交流 連接點(diǎn)和第七交流連接點(diǎn)相連，第六濾波電容與第三單相變壓器的次邊并聯(lián)后其兩端分別 與第八交流連接點(diǎn)和第九交流連接點(diǎn)相連；第一單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相 電源的一端和第一相負(fù)載的一端相連；第二單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源 的一端和第二相負(fù)載的一端相連；第三單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源的一端和第三相負(fù)載的一端相連。所述第一開關(guān)……第二十一開關(guān)均為逆阻型開關(guān)，或者用逆 導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)。 對本結(jié)構(gòu)形式的超導(dǎo)限流儲能電路的控制方法可分別針對如下三種工作狀態(tài)進(jìn) 行1、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)組成第二電流源變流器、第三電 流源變流器和第四電流源變流器的所有開關(guān)第七開關(guān)……第十八開關(guān)均閉合，第十九開 關(guān)、第二十開關(guān)和第二十一開關(guān)同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器、第二單相變壓器和第三單 相變壓器次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響；此時(shí)第一電流源變 流器通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的 波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電流源變流器還從電網(wǎng)吸收和 釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體的電流保持在給定值附近。2、所述的超 導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)第一電流源變流器的控制方法與對所述的 超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的方法相同；第十九開關(guān)、第二十開關(guān)和第二十一 開關(guān)此時(shí)打開，第二電流源變流器、第三電流源變流器和第四電流源變流器通過電流控制， 改變第四、五和六濾波電容上的電壓，從而對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，改善 負(fù)載的供電電壓質(zhì)量。3、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)。此時(shí)第十九開關(guān)、第二十 開關(guān)和第二十一開關(guān)打開，第二電流源變流器、第三電流源變流器和第四電流源變流器的 所有開關(guān)閉合，第二電流源變流器、第三電流源變流器和第四電流源變流器等效為三個(gè)串 聯(lián)連接的單相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體被自動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能。與此 同時(shí)，第一電流源變流器工作在有源逆變狀態(tài)，將限流過程中的給超導(dǎo)磁體的充電能量逆 變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體不受過流沖擊。 3、本發(fā)明一種超導(dǎo)限流儲能電路，又可以有如下結(jié)構(gòu)第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三 開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)組成第一電壓源變流器；第一開關(guān)的發(fā)射極與第四開 關(guān)的集電極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)；第二開關(guān)的發(fā)射極與第五開關(guān)的集電極相連，構(gòu)成 第二交流連接點(diǎn)；第三開關(guān)的發(fā)射極與第六開關(guān)的集電極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)；第 一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)的集電極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)；第四開關(guān)、第五 開關(guān)和第六開關(guān)的發(fā)射極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)。直流連接電容的兩端分別與 第一直流連接點(diǎn)和第二直流連接點(diǎn)相連。第七開關(guān)、第八開關(guān)、第一二極管和第二二極管 組成第一斬波器；第七開關(guān)的發(fā)射極與第二二極管的陰極相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)，第七 開關(guān)的集電極與第一直流連接點(diǎn)相連，第二二極管的陽極與第二直流連接點(diǎn)相連；第一二 極管的陽極與第八開關(guān)的集電極相連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)，第八開關(guān)的發(fā)射極與第二直 流連接點(diǎn)相連，第一二極管的陰極與第一直流連接點(diǎn)相連。第九開關(guān)、第十開關(guān)、第十一開 關(guān)、第十二開關(guān)、第十三開關(guān)和第十四開關(guān)組成第一電流源變流器；第十四開關(guān)的陽極與第 十一開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)；第十三開關(guān)的陽極與第十開關(guān)的陰極相連，構(gòu) 成第五交流連接點(diǎn)；第十二開關(guān)的陽極與第九開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)；第 九開關(guān)、第十開關(guān)和第十一開關(guān)的陽極連接在一起，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)；第十二開關(guān)、第 十三開關(guān)和第十四開關(guān)的陰極連接在一起，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)。第十五開關(guān)的陽極與第 四直流連接點(diǎn)相連，其陰極與第三直流連接點(diǎn)相連。超導(dǎo)磁體的兩端分別與第七交流連接 點(diǎn)和第三直流連接點(diǎn)相連；第八交流連接點(diǎn)和第四直流連接點(diǎn)相連；第一濾波電感的一端 與第一交流連接點(diǎn)相連，第一濾波電感的另一端與三相變壓器次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感的一端與第二交流連接點(diǎn)相連，第二濾波電感的另一端與三相變壓器次邊的 第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感的一端與第三交流連接點(diǎn)相連，第三濾波電感的另一端 與三相變壓器次邊的第三相連接點(diǎn)相連；三相變壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連。第一濾波電 容器的一端和第一單相變壓器次邊的一端與第四交流連接點(diǎn)相連；第二濾波電容器的一端 和第二單相變壓器次邊的一端與第五交流連接點(diǎn)相連；第三濾波電容器的一端和第三單相 變壓器次邊的一端與第六交流連接點(diǎn)相連；第一單相變壓器、第二單相變壓器和第三單相 變壓器次邊的另一端相互連接。第一單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源的一端 和第一相負(fù)載的一端相連；第二單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源的一端和第 二相負(fù)載的一端相連；第三單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源的一端和第三相 負(fù)載的一端相連。所述的第一開關(guān)……第八開關(guān)均為逆導(dǎo)型開關(guān)，第九開關(guān)……第十五開 關(guān)均為逆阻型開關(guān)，或者用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)；所述的第 一電壓源變流器和第一斬波器或采用多電平的結(jié)構(gòu)形式代替所述的兩電平結(jié)構(gòu)形式。
對本結(jié)構(gòu)形式的超導(dǎo)限流儲能電路的控制方法可分別針對如下三種工作狀態(tài)進(jìn) 行1、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)組成第一電流源變流器的所有 開關(guān)第九開關(guān)……第十四開關(guān)均閉合，第十五開關(guān)同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器Trl、第 二單相變壓器Tr2和第三單相變壓器Tr3次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基 本沒有影響；此時(shí)第一電壓源變流器通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、 無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一 電壓源變流器還從電網(wǎng)吸收和釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體的電流 保持在給定值附近；第一斬波器通過向直流連接電容注入電流來控制直流連接電容上的電 壓，使之維持在給定值附近。2、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)第 一電壓源變流器和第一斬波器的控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償 狀態(tài)的控制方法相同，第十五開關(guān)此時(shí)打開，第一電流源變流器通過電流控制，改變第一、 二和三濾波電容上的電壓，從而對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而改善負(fù)載的 供電電壓質(zhì)量。3、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)，此時(shí)第十五開關(guān)打開，第一電流 源變流器的所有開關(guān)閉合，第一電流源變流器等效為一個(gè)三相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁 體被自動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能。與此同時(shí)，第一電壓源變流器工作在有源逆變 狀態(tài)，盡量將限流過程中的給超導(dǎo)磁體的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體不受過流 沖擊；第一斬波器通過向直流連接電容注入電流來控制直流連接電容上的電壓，使直流連 接電容上的電壓維持在給定值附近。 4、本發(fā)明一種超導(dǎo)限流儲能電路，又可以有如下結(jié)構(gòu)第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三 開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)組成第一電壓源變流器；第一開關(guān)的發(fā)射極與第四開 關(guān)的集電極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)；第二開關(guān)的發(fā)射極與第五開關(guān)的集電極相連，構(gòu)成 第二交流連接點(diǎn)；第三開關(guān)的發(fā)射極與第六開關(guān)的集電極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)；第 一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)的集電極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)；第四開關(guān)、第五 開關(guān)和第六開關(guān)的發(fā)射極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)。直流連接電容的兩端分別與 第一直流連接點(diǎn)和第二直流連接點(diǎn)相連。第七開關(guān)、第八開關(guān)、第一二極管和第二二極管組 成第一斬波器；第七開關(guān)的發(fā)射極與第二二極管的陰極相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)，第七開 關(guān)的集電極與第一直流連接點(diǎn)相連，第二二極管的陽極與第二直流連接點(diǎn)相連；第一二極
13管的陽極與第八開關(guān)的集電極相連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)，第八開關(guān)的發(fā)射極與第二直流
連接點(diǎn)相連，第一二極管的陰極與第一直流連接點(diǎn)相連。第九開關(guān)、第十開關(guān)、第十一開關(guān)
和第十二開關(guān)組成第一電流源變流器；第十二開關(guān)的陰極與第九開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第
四交流連接點(diǎn)；第十一開關(guān)的陰極與第十開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)；第九開
關(guān)和第十開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)；第十一開關(guān)和第十二開關(guān)的陽極相連，構(gòu)
成第四直流連接點(diǎn)。第十三開關(guān)、第十四開關(guān)、第十五開關(guān)和第十六開關(guān)組成第二電流源變
流器；第十六開關(guān)的陰極與第十三開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)；第十五開關(guān)的
陰極與第十四開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第九交流連接點(diǎn)；第十三開關(guān)和第十四開關(guān)的陰極相
連，構(gòu)成第五直流連接點(diǎn)；第十五開關(guān)和第十六開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第六直流連接點(diǎn)。第
十七開關(guān)、第十八開關(guān)、第十九開關(guān)和第二十開關(guān)組成第三電流源變流器；第二十開關(guān)的陰
極與第十七開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第十交流連接點(diǎn)；第十九開關(guān)的陰極與第十八開關(guān)的陽
極相連，構(gòu)成第十一交流連接點(diǎn)；第十七開關(guān)和第十八開關(guān)的陰極相連，構(gòu)成第七直流連接
點(diǎn)；第十九開關(guān)和第二十開關(guān)的陽極相連，構(gòu)成第八直流連接點(diǎn)。第二十一開關(guān)的陽極與第
三直流連接點(diǎn)相連，第二十一開關(guān)的陰極與第四直流連接點(diǎn)相連；第二十二開關(guān)的陽極與
第五直流連接點(diǎn)相連，第二十二開關(guān)的陰極與第六直流連接點(diǎn)相連；第二十三開關(guān)的陽極
與第七直流連接點(diǎn)相連，第二十三開關(guān)的陰極與第八直流連接點(diǎn)相連。超導(dǎo)磁體的兩端分
別與第七交流連接點(diǎn)和第四直流連接點(diǎn)相連；第八交流連接點(diǎn)和第七直流連接點(diǎn)相連；第
三直流連接點(diǎn)與第六直流連接點(diǎn)相連，第五直流連接點(diǎn)與第八直流連接點(diǎn)相連。第一濾波
電感的一端與第一交流連接點(diǎn)相連，第一濾波電感的另一端與三相變壓器次邊的第一相連
接點(diǎn)相連；第二濾波電感的一端與第二交流連接點(diǎn)相連，第二濾波電感的另一端與三相變
壓器次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感的一端與第三交流連接點(diǎn)相連，第三濾波電
感的另一端與三相變壓器次邊的第三相連接點(diǎn)相連；三相變壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連。
第一濾波電容與第一單相變壓器的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第四交流連接點(diǎn)和第五交流
連接點(diǎn)相連，第二濾波電容與第二單相變壓器的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第六交流連接點(diǎn)
和第九交流連接點(diǎn)相連，第三濾波電容與第三單相變壓器的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第十
交流連接點(diǎn)和第十一交流連接點(diǎn)相連。第一單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電
源的一端和第一相負(fù)載的一端相連；第二單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源的
一端和第二相負(fù)載的一端相連；第三單相變壓器原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源的一端
和第三相負(fù)載的一端相連。上述第一開關(guān)……第八開關(guān)均為逆導(dǎo)型開關(guān)，第九開關(guān)……第
二十三開關(guān)均為逆阻型開關(guān)，也可用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)；所述的第一電壓源
變流器和第一斬波器或采用多電平的結(jié)構(gòu)形式代替所述的兩電平結(jié)構(gòu)形式。 對本結(jié)構(gòu)形式的超導(dǎo)限流儲能電路的控制方法可分別針對如下三種工作狀態(tài)進(jìn)
行1、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)組成第一電流源變流器、第二電
流源變流器和第三電流源變流器的所有開關(guān)第九開關(guān)……第二十開關(guān)均閉合，第二十一
開關(guān)、第二十二開關(guān)和第二十三開關(guān)同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器、第二單相變壓器和第
三單相變壓器次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響。此時(shí)第一電壓
源變流器通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功
率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電壓源變流器還從電網(wǎng)吸
收和釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體的電流保持在給定值附近。第一斬波器通過向直流連接電容注入電流來控制直流連接電容上的電壓，使之維持在給定值附 近。2、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)第一電壓源變流器和第 一斬波器控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的控制方法相同；第 二十一開關(guān)、第二十二開關(guān)和第二十三開關(guān)此時(shí)打開，第一電流源變流器、第二電流源變流 器和第三電流源變流器通過電流控制，改變第一、二和三濾波電容上的電壓，從而對電網(wǎng)的 電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量。3、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處 于限流狀態(tài)。此時(shí)第二十一開關(guān)、第二十二開關(guān)和第二十三開關(guān)打開，第一電流源變流器、 第二電流源變流器和第三電流源變流器的所有開關(guān)閉合，第一電流源變流器、第二電流源 變流器和第三電流源變流器等效為三個(gè)串聯(lián)連接的單相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體被自 動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能。與此同時(shí)，第一電壓源變流器工作在有源逆變狀態(tài)， 將限流過程中的給超導(dǎo)磁體的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體不受過流沖擊。第一 斬波器通過向直流連接電容注入電流來控制直流連接電容上的電壓，使直流連接電容上的 電壓維持在給定值附近。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。 圖1為美國專利U. S 5， 726， 848 "故障限流器和交流斷路器"的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。 圖2美國專利US2002/0030952 "超導(dǎo)磁體放電方法及裝置"的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。 圖3中國專利CN100527560C "—種橋路型限流貯能電路"的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。 圖4中國專利CN100527560C "—種橋路型限流貯能電路"的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。 圖5-圖8為本發(fā)明實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
圖5為本發(fā)明的實(shí)施例1的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)如下 第一開關(guān)Sl、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6組成第一 電流源變流器CSC1 ;第一開關(guān)Sl的陽極與第四開關(guān)S4的陰極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn) PA1 ;第二開關(guān)S2的陽極與第五開關(guān)S5的陰極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)PA2 ;第三開關(guān)S3 的陽極與第六開關(guān)S6的陰極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)PA3 ;第一開關(guān)Sl、第二開關(guān)S2和 第三開關(guān)S3的陰極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)PD1 ;第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第 六開關(guān)S6的陽極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)PD2。第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8、第九 開關(guān)S9、第十開關(guān)S10、第十一開關(guān)Sll和第十二開關(guān)S12組成第二電流源變流器CSC2 ;第 十二開關(guān)S12的陽極與第九開關(guān)S9的陰極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)PA4 ;第十一開關(guān)Sll 的陽極與第八開關(guān)S8的陰極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)PA5 ;第十開關(guān)S10的陽極與第七 開關(guān)S7的陰極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)PA6。第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8和第九開關(guān)S9 的陽極連接在一起，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)PD3 ;第十開關(guān)S10、第十一開關(guān)Sll和第十二開關(guān) S12的陰極連接在一起，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)PD4。第十三開關(guān)S13的陽極與第四直流連接 點(diǎn)PD4相連，其陰極與第三直流連接點(diǎn)PD3相連；超導(dǎo)磁體Lsc的兩端分別與第一直流連接 點(diǎn)PD1和第三直流連接點(diǎn)PD3相連；第二直流連接點(diǎn)PD2和第四直流連接點(diǎn)PD4相連。第 一濾波電感Ll的一端和第一濾波電容Cl的一端與第一交流連接點(diǎn)PA1相連，第一濾波電
15感LI的另一端與三相變壓器Trs次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感L2的一端和第 二濾波電容C2的一端與第二交流連接點(diǎn)PA2相連，第二濾波電感L2的另一端與三相變壓 器Trs次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感L3的一端和第三濾波電容C3的一端與第 三交流連接點(diǎn)PA3相連，第三濾波電感L3的另一端與三相變壓器Trs次邊的第三相連接點(diǎn) 相連；第一濾波電容C1、第二濾波電容C2和第三濾波電容C3的另一端相互連接。三相變 壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連；第四濾波電容器C4的一端和第一單相變壓器Trl次邊的一端 與第四交流連接點(diǎn)PA4相連；第五濾波電容器C5的一端和第二單相變壓器Tr2次邊的一端 與第五交流連接點(diǎn)PA5相連；第六濾波電容器C6的一端和第三單相變壓器Tr3次邊的一端 與第六交流連接點(diǎn)PA6相連；第一單相變壓器Trl、第二單相變壓器Tr2和第三單相變壓器 Tr3次邊的另一端相互連接。第一單相變壓器Trl原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源Usl 的一端和第一相負(fù)載Z1的一端相連；第二單相變壓器Tr2原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電 源Us2的一端和第二相負(fù)載Z2的一端相連；第三單相變壓器Tr3原邊的兩端分別與電網(wǎng)第 三相電源Us3的一端和第三相負(fù)載Z3的一端相連。所述第一開關(guān)S1……第十三開關(guān)S13 均為逆阻型開關(guān)，或者逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)。
對圖5所示的實(shí)施例1的控制方法可針對所述的超導(dǎo)限流儲能電路如下三種工作 狀態(tài)進(jìn)行1、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)組成第二電流源變流器 CSC2的所有開關(guān)第七開關(guān)S7……第十二開關(guān)S12均閉合，第十三開關(guān)S13同時(shí)閉合，此時(shí) 第一單相變壓器Trl、第二單相變壓器Tr2和第三單相變壓器Tr3次邊的電壓均為開關(guān)的 管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響。此時(shí)第一電流源變流器CSC1通過向電網(wǎng)注入可控的 電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電 網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電流源變流器CSC1還從電網(wǎng)吸收有和釋放功功率，對超導(dǎo)磁 體Lsc進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體Lsc的電流保持在給定值附近。2、所述的超導(dǎo)限流儲能電 路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)第一電流源變流器CSC1的控制方法與對所述的超導(dǎo)限 流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的方法相同；第十三開關(guān)S13此時(shí)打開，第二電流源變流 器CSC2通過電流控制，改變第四、五和六濾波電容上的電壓，對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降 等進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量。3、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)，此 時(shí)第十三開關(guān)S13打開，第二電流源變流器CSC2的所有開關(guān)閉合，第二電流源變流器CSC2 等效為一個(gè)三相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體Lsc被自動串入電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了故障限流 的功能；與此同時(shí)，第一電流源變流器CSC1工作在有源逆變狀態(tài)，將限流過程中的給超導(dǎo) 磁體Lsc的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體Lsc不受過流沖擊。
圖6為本發(fā)明的實(shí)施例2的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖6所示，本發(fā)明結(jié)構(gòu)如下第一開關(guān) Sl、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6組成第一電流源變 流器CSC1 ;第一開關(guān)S1的陽極與第四開關(guān)S4的陰極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)PA1 ;第二 開關(guān)S2的陽極與第五開關(guān)S5的陰極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)PA2 ;第三開關(guān)S3的陽極與 第六開關(guān)S6的陰極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)PA3 ;第一開關(guān)Sl、第二開關(guān)S2和第三開關(guān) S3的陰極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)PD1 ;第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6 的陽極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)PD2。第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8、第九開關(guān)S9和第 十開關(guān)S10組成第二電流源變流器CSC2 ;第十開關(guān)S10的陰極與第七開關(guān)S7的陽極相連， 構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)PA4 ;第九開關(guān)S9的陰極與第八開關(guān)S8的陽極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)PA5 ;第七開關(guān)S7和第八開關(guān)S8的陰極相連，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)PD3 ;第九開關(guān)S9和第十開關(guān)S10的陽極相連，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)PD4。第十一開關(guān)Sll、第十二開關(guān)S12、第十三開關(guān)S13和第十四開關(guān)S14組成第三電流源變流器CSC3 ;第十四開關(guān)S14的陰極與第十一開關(guān)Sll的陽極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)PA6 ;第十三開關(guān)S13的陰極與第十二開關(guān)S12的陽極相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)PA7 ;第十一開關(guān)Sll和第十二開關(guān)S12的陰極相連，構(gòu)成第五直流連接點(diǎn)PD5 ;第十三開關(guān)S13和第十四開關(guān)S14的陽極相連，構(gòu)成第六直流連接點(diǎn)PD6。第十五開關(guān)S15、第十六開關(guān)S16、第十七開關(guān)S17和第十八開關(guān)S18組成第四電流源變流器CSC4 ;第十八開關(guān)S18的陰極與第十五開關(guān)S15的陽極相連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)PA8 ;第十七開關(guān)S17的陰極與第十六開關(guān)S16的陽極相連，構(gòu)成第九交流連接點(diǎn)PA9 ;第十五開關(guān)S15和第十六開關(guān)S16的陰極相連，構(gòu)成第七直流連接點(diǎn)PD7 ;第十七開關(guān)S17和第十八開關(guān)S18的陽極相連，構(gòu)成第八直流連接點(diǎn)PD8。超導(dǎo)磁體Lsc的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)PD1和第四直流連接點(diǎn)PD4相連；第二直流連接點(diǎn)PD2和第七直流連接點(diǎn)PD7相連；第三直流連接點(diǎn)PD3與第六直流連接點(diǎn)PD6相連，第五直流連接點(diǎn)PD5與第八直流連接點(diǎn)PD8相連；第十九開關(guān)S19的陽極與第三直流連接點(diǎn)PD3相連，第十九開關(guān)S19的陰極與第四直流連接點(diǎn)PD4相連；第二十開關(guān)S20的陽極與第五直流連接點(diǎn)PD5相連，第二十開關(guān)S20的陰極與第六直流連接點(diǎn)PD6相連；第二十一開關(guān)S21的陽極與第七直流連接點(diǎn)PD7相連，第二十一開關(guān)S21的陰極與第八直流連接點(diǎn)PD8相連。第一濾波電感Ll的一端和第一濾波電容C1的一端與第一交流連接點(diǎn)PA1相連，第一濾波電感L1的另一端與三相變壓器Trs次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感L2的一端和第二濾波電容C2的一端與第二交流連接點(diǎn)PA2相連，第二濾波電感L2的另一端與三相變壓器Trs次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感L3的一端和第三濾波電容C3的一端與第三交流連接點(diǎn)PA3相連，第三濾波電感L3的另一端與三相變壓器Trs次邊的第三相連接點(diǎn)相連；第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2和第三濾波電容C3的另一端相互連接。三相變壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連；第四濾波電容C4與第一單相變壓器Trl的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第四交流連接點(diǎn)PA4和第五交流連接點(diǎn)PA5相連，第五濾波電容C5與第二單相變壓器Tr2的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第六交流連接點(diǎn)PA6和第七交流連接點(diǎn)PA7相連，第六濾波電容C6與第三單相變壓器Tr3的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第八交流連接點(diǎn)PA8和第九交流連接點(diǎn)PA9相連。第一單相變壓器Trl原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源Usl的一端和第一相負(fù)載Z1的一端相連；第二單相變壓器Tr2原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源Us2的一端和第二相負(fù)載Z2的一端相連；第三單相變壓器Tr3原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源Us3的一端和第三相負(fù)載Z3的一端相連。所述第一開關(guān)Sl……第二十一開關(guān)S21均為逆阻型開關(guān)，或者用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)。 對圖6所示的本發(fā)明實(shí)施例2的控制方法分別針對所述的超導(dǎo)限流儲能電路的如下三種工作狀態(tài)進(jìn)行1、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)組成第二電流源變流器CSC2、第三電流源變流器CSC3和第四電流源變流器CSC4的所有開關(guān)第七開關(guān)S7……第十八開關(guān)S18均閉合，第十九開關(guān)S19、第二十開關(guān)S20和第二十一開關(guān)S21同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器Trl、第二單相變壓器Tr2和第三單相變壓器Tr3次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響。此時(shí)第一電流源變流器CSC1通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電流源變流器CSC1還從電網(wǎng)吸收和釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體Lsc進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體Lsc的電流保持在給定值附近。2、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)第一電流源變流器CSC1的控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的方法相同；第十九開關(guān)S19、第二十開關(guān)S20和第二十一開關(guān)S21此時(shí)打開，第二電流源變流器CSC2、第三電流源變流器CSC3和第四電流源變流器CSC4通過電流控制，改變第四、五和六濾波電容上的電壓，從而對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量。3、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)。此時(shí)第十九開關(guān)S19、第二十開關(guān)S20和第二十一開關(guān)S21打開，第二電流源變流器CSC2、第三電流源變流器CSC3和第四電流源變流器CSC4的所有開關(guān)閉合。第二電流源變流器CSC2、第三電流源變流器CSC3和第四電流源變流器CSC4等效為三個(gè)串聯(lián)連接的單相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體Lsc被自動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能。與此同時(shí)，第一電流源變流器CSC1工作在有源逆變狀態(tài)，將限流過程中的給超導(dǎo)磁體Lsc的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體Lsc不受過流沖擊。 圖7為本發(fā)明的實(shí)施例3的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)如下第一開關(guān)Sl、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6組成第一電壓源變流器VSC1 ;第一開關(guān)S1的發(fā)射極與第四開關(guān)S4的集電極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)PA1 ;第二開關(guān)S2的發(fā)射極與第五開關(guān)S5的集電極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)PA2 ;第三開關(guān)S3的發(fā)射極與第六開關(guān)S6的集電極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)PA3 ;第一開關(guān)Sl、第二開關(guān)S2和第三開關(guān)S3的集電極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)PD1 ;第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6的發(fā)射極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)PD2。直流連接電容C的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)PD1和第二直流連接點(diǎn)PD2相連。第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8、第一二極管Dl和第二二極管D2組成第一斬波器CH1 ;第七開關(guān)S7的發(fā)射極與第二二極管D2的陰極相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)PA7，第七開關(guān)S7的集電極與第一直流連接點(diǎn)PD1相連，第二二極管D2的陽極與第二直流連接點(diǎn)PD2相連；第一二極管Dl的陽極與第八開關(guān)S8的集電極相連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)PA8，第八開關(guān)S8的發(fā)射極與第二直流連接點(diǎn)PD2相連，第一二極管D1的陰極與第一直流連接點(diǎn)PD1相連。第九開關(guān)S9、第十開關(guān)S10、第十一開關(guān)Sll、第十二開關(guān)S12、第十三開關(guān)S13和第十四開關(guān)S14組成第一電流源變流器CSC1 ;第十四開關(guān)S14的陽極與第十一開關(guān)Sll的陰極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)PA4 ;第十三開關(guān)S13的陽極與第十開關(guān)SIO的陰極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)PA5 ;第十二開關(guān)S12的陽極與第九開關(guān)S9的陰極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)PA6 ;第九開關(guān)S9、第十開關(guān)S10和第十一開關(guān)Sll的陽極連接在一起，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)PD3 ;第十二開關(guān)S12、第十三開關(guān)S13和第十四開關(guān)S14的陰極連接在一起，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)PD4。第十五開關(guān)S15的陽極與第四直流連接點(diǎn)PD4相連，其陰極與第三直流連接點(diǎn)PD3相連。超導(dǎo)磁體Lsc的兩端分別與第七交流連接點(diǎn)PA7和第三直流連接點(diǎn)PD3相連；第八交流連接點(diǎn)PA8和第四直流連接點(diǎn)PD4相連。第一濾波電感L1的一端與第一交流連接點(diǎn)PA1相連，第一濾波電感Ll的另一端與三相變壓器Trs次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感L2的一端與第二交流連接點(diǎn)PA2相連，第二濾波電感L2的另一端與三相變壓器Trs次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感L3的一端與第三交流連接點(diǎn)PA3相連，第三濾波電感L3的另一端與三相變壓器Trs次邊的第三相連接點(diǎn)相連；三相變壓器Trs的原邊與三相電網(wǎng)相連。第一濾
18波電容器C1的一端和第一單相變壓器Trl次邊的一端與第四交流連接點(diǎn)PA4相連；第二濾波電容器C2的一端和第二單相變壓器Tr2次邊的一端與第五交流連接點(diǎn)PA5相連；第三濾波電容器C3的一端和第三單相變壓器Tr3次邊的一端與第六交流連接點(diǎn)PA6相連；第一單相變壓器Trl、第二單相變壓器Tr2和第三單相變壓器Tr3次邊的另一端相互連接。第一單相變壓器Trl原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源Usl的一端和第一相負(fù)載Z1的一端相連；第二單相變壓器Tr2原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源Us2的一端和第二相負(fù)載Z2的一端相連；第三單相變壓器Tr3原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源Us3的一端和第三相負(fù)載Z3的一端相連。所述的第一開關(guān)Sl……第八開關(guān)S8均為逆導(dǎo)型開關(guān)，第九開關(guān)S9……第十五開關(guān)S15均為逆阻型開關(guān)，或者用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)；所述的第一電壓源變流器和第一斬波器或采用多電平的結(jié)構(gòu)形式代替所述的兩電平結(jié)構(gòu)形式。 對圖7所示的本發(fā)明實(shí)施例3的控制方法分別針對所述的超導(dǎo)限流儲能電路的如下三種工作狀態(tài)進(jìn)行1、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)組成第一電流源變流器CSC1的所有開關(guān)第九開關(guān)S9……第十四開關(guān)S14均閉合，第十五開關(guān)S15同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器Trl、第二單相變壓器Tr2和第三單相變壓器Tr3次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響。此時(shí)第一電壓源變流器VSC1通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電壓源變流器VSC1還從電網(wǎng)吸收和釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體Lsc進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體Lsc的電流保持在給定值附近；第一斬波器CH1通過向直流連接電容C注入電流來控制直流連接電容C上的電壓，使之維持在給定值附近；2、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)第一電壓源變流器VSC1和第一斬波器CH1的控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的控制方法相同，第十五開關(guān)S15此時(shí)打開，第一電流源變流器CSC1通過電流控制，改變第一、二和三濾波電容上的電壓，從而對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量。3、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)，此時(shí)第十五開關(guān)S15打開，第一電流源變流器CSC1的所有開關(guān)閉合，第一電流源變流器CSC1等效為一個(gè)三相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體Lsc被自動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能；與此同時(shí)，第一電壓源變流器VSC1工作在有源逆變狀態(tài)，盡量將限流過程中的給超導(dǎo)磁體Lsc的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體Lsc不受過流沖擊；第一斬波器CH1通過向直流連接電容C注入電流來控制直流連接電容C上的電壓，使直流連接電容C上的電壓維持在給定值附近。
圖8為本發(fā)明的實(shí)施例4的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)如下第一開關(guān)Sl、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6組成第一電壓源變流器VSC1 ;第一開關(guān)S1的發(fā)射極與第四開關(guān)S4的集電極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)PA1 ;第二開關(guān)S2的發(fā)射極與第五開關(guān)S5的集電極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)PA2 ;第三開關(guān)S3的發(fā)射極與第六開關(guān)S6的集電極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)PA3 ;第一開關(guān)Sl、第二開關(guān)S2和第三開關(guān)S3的集電極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)PD1 ;第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6的發(fā)射極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)PD2。直流連接電容C的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)PD1和第二直流連接點(diǎn)PD2相連。第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8、第一二極管Dl和第二二極管D2組成第一斬波器CH1 ;第七開關(guān)S7的發(fā)射極與第二二極管D2的陰極相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)PA7，第七開關(guān)S7的集電極與第一直流連接點(diǎn)PD1相連，第二二極管D2的陽極與第二直流連接點(diǎn)PD2相連；第一二極管D1的陽極與第八開關(guān)S8的集電極相連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)PA8，第八開關(guān)S8的發(fā)射極與第二直流連接點(diǎn)PD2相連，第一二極管D1的陰極與第一直流連接點(diǎn)PD1相連。第九開關(guān)S9、第十開關(guān)S10、第十一開關(guān)Sll和第十二開關(guān)S12組成第一電流源變流器CSC1 ;第十二開關(guān)S12的陰極與第九開關(guān)S9的陽極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)PA4 ;第十一開關(guān)Sll的陰極與第十開關(guān)S10的陽極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)PA5 ;第九開關(guān)S9和第十開關(guān)S10的陰極相連，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)PD3 ;第十一開關(guān)S11和第十二開關(guān)S12的陽極相連，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)PD4。第十三開關(guān)S13、第十四開關(guān)S14、第十五開關(guān)S15和第十六開關(guān)S16組成第二電流源變流器CSC2 ;第十六開關(guān)S16的陰極與第十三開關(guān)S13的陽極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)PA6 ;第十五開關(guān)S15的陰極與第十四開關(guān)S14的陽極相連，構(gòu)成第九交流連接點(diǎn)PA9 ;第十三開關(guān)S13和第十四開關(guān)S14的陰極相連，構(gòu)成第五直流連接點(diǎn)PD5 ;第十五開關(guān)S15和第十六開關(guān)S16的陽極相連，構(gòu)成第六直流連接點(diǎn)PD6。第十七開關(guān)S17、第十八開關(guān)S18、第十九開關(guān)S19和第二十開關(guān)S20組成第三電流源變流器CSC3 ;第二十開關(guān)S20的陰極與第十七開關(guān)S17的陽極相連，構(gòu)成第十交流連接點(diǎn)PA10 ;第十九開關(guān)S19的陰極與第十八開關(guān)S18的陽極相連，構(gòu)成第十一交流連接點(diǎn)PAll ;第十七開關(guān)S17和第十八開關(guān)S18的陰極相連，構(gòu)成第七直流連接點(diǎn)PD7 ;第十九開關(guān)S19和第二十開關(guān)S20的陽極相連，構(gòu)成第八直流連接點(diǎn)PD8。第二十一開關(guān)S21的陽極與第三直流連接點(diǎn)PD3相連，第二十一開關(guān)S21的陰極與第四直流連接點(diǎn)PD4相連；第二十二開關(guān)S22的陽極與第五直流連接點(diǎn)PD5相連，第二十二開關(guān)S22的陰極與第六直流連接點(diǎn)PD6相連；第二十三開關(guān)S23的陽極與第七直流連接點(diǎn)PD7相連，第二十三開關(guān)S23的陰極與第八直流連接點(diǎn)PD8相連。超導(dǎo)磁體Lsc的兩端分別與第七交流連接點(diǎn)PA7和第四直流連接點(diǎn)PD4相連；第八交流連接點(diǎn)PA8和第七直流連接點(diǎn)PD7相連；第三直流連接點(diǎn)PD3與第六直流連接點(diǎn)PD6相連，第五直流連接點(diǎn)PD5與第八直流連接點(diǎn)PD8相連。第一濾波電感Ll的一端與第一交流連接點(diǎn)PA1相連，第一濾波電感Ll的另一端與三相變壓器Trs次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感L2的一端與第二交流連接點(diǎn)PA2相連，第二濾波電感L2的另一端與三相變壓器Trs次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感L3的一端與第三交流連接點(diǎn)PA3相連，第三濾波電感L3的另一端與三相變壓器Trs次邊的第三相連接點(diǎn)相連；三相變壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連。第一濾波電容Cl與第一單相變壓器Trl的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第四交流連接點(diǎn)PA4和第五交流連接點(diǎn)PA5相連，第二濾波電容C2與第二單相變壓器Tr2的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第六交流連接點(diǎn)PA6和第九交流連接點(diǎn)PA9相連，第三濾波電容C3與第三單相變壓器Tr3的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第十交流連接點(diǎn)PA10和第十一交流連接點(diǎn)PA11相連。第一單相變壓器Trl原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源Usl的一端和第一相負(fù)載Z1的一端相連；第二單相變壓器Tr2原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源Us2的一端和第二相負(fù)載Z2的一端相連；第三單相變壓器Tr3原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源Us3的一端和第三相負(fù)載Z3的一端相連。上述第一開關(guān)Sl……第八開關(guān)S8均為逆導(dǎo)型開關(guān)，第九開關(guān)S9……第二十三開關(guān)S23均為逆阻型開關(guān)，也可用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)；所述的第一電壓源變流器和第一斬波器或采用多電平的結(jié)構(gòu)形式代替所述的兩電平結(jié)構(gòu)形式。
對圖8所示的本發(fā)明實(shí)施例4的控制方法分別針對所述的超導(dǎo)限流儲能電路的如下三種工作狀態(tài)進(jìn)行1、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)組成第一電流源變流器CSC1、第二電流源變流器CSC2和第三電流源變流器CSC3的所有開關(guān)第九開關(guān)S9……第二十開關(guān)S20均閉合，第二十一開關(guān)S21、第二十二開關(guān)S22和第二十三開關(guān)S23同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器Trl、第二單相變壓器Tr2和第三單相變壓器Tr3次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響。此時(shí)第一電壓源變流器VSC1通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電壓源變流器VSC1還從電網(wǎng)吸收有功功率，對超導(dǎo)磁體Lsc進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體Lsc的電流保持在給定值附近。第一斬波器CH1通過向直流連接電容C注入電流來控制直流連接電容C上的電壓，使之維持在給定值附近。2、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)。此時(shí)第一電壓源變流器VSC1和第一斬波器CH1控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的控制方法相同；第二十一開關(guān)S21、第二十二開關(guān)S22和第二十三開關(guān)S23此時(shí)打開，第一電流源變流器CSC1、第二電流源變流器CSC2和第三電流源變流器CSC3通過電流控制，改變第一、二和三濾波電容上的電壓，從而對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量。3、所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)。此時(shí)第二十一開關(guān)S21、第二十二開關(guān)S22和第二十三開關(guān)S23打開，第一電流源變流器CSC1、第二電流源變流器CSC2和第三電流源變流器CSC3的所有開關(guān)閉合，第一電流源變流器CSC1 、第二電流源變流器CSC2和第三電流源變流器CSC3等效為三個(gè)串聯(lián)連接的單相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體Lsc被自動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能。與此同時(shí)，第一電壓源變流器VSC1工作在有源逆變狀態(tài)，將限流過程中的給超導(dǎo)磁體Lsc的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體Lsc不受過流沖擊。第一斬波器CH1通過向直流連接電容C注入電流來控制直流連接電容C上的電壓，使直流連接電容C上的電壓維持在給定值附近。
2權(quán)利要求
一種超導(dǎo)限流儲能電路，其特征在于，在所述超導(dǎo)限流儲能電路中第一開關(guān)(S1)、第二開關(guān)(S2)、第三開關(guān)(S3)、第四開關(guān)(S4)、第五開關(guān)(S5)和第六開關(guān)(S6)組成第一電流源變流器(CSC1)；第一開關(guān)(S1)的陽極與第四開關(guān)(S4)的陰極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)(PA1)；第二開關(guān)(S2)的陽極與第五開關(guān)(S5)的陰極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)(PA2)；第三開關(guān)(S3)的陽極與第六開關(guān)(S6)的陰極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)(PA3)；第一開關(guān)(S1)、第二開關(guān)(S2)和第三開關(guān)(S3)的陰極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)(PD1)；第四開關(guān)(S4)、第五開關(guān)(S5)和第六開關(guān)(S6)的陽極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)(PD2)；第七開關(guān)(S7)、第八開關(guān)(S8)、第九開關(guān)(S9)、第十開關(guān)(S10)、第十一開關(guān)(S11)和第十二開關(guān)(S12)組成第二電流源變流器(CSC2)；第十二開關(guān)(S12)的陽極與第九開關(guān)(S9)的陰極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)(PA4)；第十一開關(guān)(S11)的陽極與第八開關(guān)(S8)的陰極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)(PA5)；第十開關(guān)(S10)的陽極與第七開關(guān)(S7)的陰極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)(PA6)；第七開關(guān)(S7)、第八開關(guān)(S8)和第九開關(guān)(S9)的陽極連接在一起，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)(PD3)；第十開關(guān)(S10)、第十一開關(guān)(S11)和第十二開關(guān)(S12)的陰極連接在一起，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)(PD4)；第十三開關(guān)(S13)的陽極與第四直流連接點(diǎn)(PD4)相連，其陰極與第三直流連接點(diǎn)(PD3)相連；超導(dǎo)磁體(Lsc)的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)(PD1)和第三直流連接點(diǎn)(PD3)相連；第二直流連接點(diǎn)(PD2)和第四直流連接點(diǎn)(PD4)相連；第一濾波電感(L1)的一端和第一濾波電容(C1)的一端與第一交流連接點(diǎn)(PA1)相連，第一濾波電感(L1)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感(L2)的一端和第二濾波電容(C2)的一端與第二交流連接點(diǎn)(PA2)相連，第二濾波電感(L2)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感(L3)的一端和第三濾波電容(C3)的一端與第三交流連接點(diǎn)(PA3)相連，第三濾波電感(L3)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第三相連接點(diǎn)相連；第一濾波電容(C1)、第二濾波電容(C2)和第三濾波電容(C3)的另一端相互連接；三相變壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連；第四濾波電容器(C4)的一端和第一單相變壓器(Tr1)次邊的一端與第四交流連接點(diǎn)(PA4)相連；第五濾波電容器(C5)的一端和第二單相變壓器(Tr2)次邊的一端與第五交流連接點(diǎn)(PA5)相連；第六濾波電容器(C6)的一端和第三單相變壓器(Tr3)次邊的一端與第六交流連接點(diǎn)(PA6)相連；第一單相變壓器(Tr1)、第二單相變壓器(Tr2)和第三單相變壓器(Tr3)次邊的另一端相互連接；第一單相變壓器(Tr1)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源(Us1)的一端和第一相負(fù)載(Z1)的一端相連；第二單相變壓器(Tr2)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源(Us2)的一端和第二相負(fù)載(Z2)的一端相連；第三單相變壓器(Tr3)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源(Us3)的一端和第三相負(fù)載(Z3)的一端相連；所述第一開關(guān)(S1)……第十三開關(guān)(S13)均為逆阻型開關(guān)，或者逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)限流儲能電路，其特征在于針對所述的超導(dǎo)限流儲能電 路的三種工作狀態(tài)分別進(jìn)行控制(l)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)，此 時(shí)組成第二電流源變流器(CSC2)的所有開關(guān)第七開關(guān)(S7)……第十二開關(guān)(S12)均閉 合，第十三開關(guān)(S13)同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器(Trl)、第二單相變壓器(Tr2)和第 三單相變壓器(Tr3)次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響；此時(shí)第 一電流源變流器(CSC1)通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電流源變流 器(CSC1)還從電網(wǎng)吸收和釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體(Lsc)進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體(Lsc) 的電流保持在給定值附近；(2)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí) 第一電流源變流器(CSC1)的控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài) 的方法相同；第十三開關(guān)(S13)此時(shí)打開，第二電流源變流器(CSC2)通過電流控制，改變第 四、五和六濾波電容(C4、C5和C6)上的電壓，對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn) 而改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量；(3)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)，此時(shí)第十三開 關(guān)(S13)打開，第二電流源變流器(CSC2)的所有開關(guān)閉合，第二電流源變流器(CSC2)等效 為一個(gè)三相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體(Lsc)被自動串入電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了故障限流的 功能；與此同時(shí)，第一電流源變流器(CSC1)工作在有源逆變狀態(tài)，將限流過程中的給超導(dǎo) 磁體(Lsc)的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體(Lsc)不受過流沖擊。
3. —種超導(dǎo)限流儲能電路，其特征在于所述的超導(dǎo)限流儲能電路結(jié)構(gòu)如下第一開關(guān) (Sl)、第二開關(guān)(S2)、第三開關(guān)(S3)、第四開關(guān)(S4)、第五開關(guān)(S5)和第六開關(guān)(S6)組成 第一電流源變流器(CSC1);第一開關(guān)(Sl)的陽極與第四開關(guān)(S4)的陰極相連，構(gòu)成第一 交流連接點(diǎn)(PA1);第二開關(guān)(S2)的陽極與第五開關(guān)(S5)的陰極相連，構(gòu)成第二交流連接 點(diǎn)(PA2);第三開關(guān)(S3)的陽極與第六開關(guān)(S6)的陰極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)(PA3); 第一開關(guān)(Sl)、第二開關(guān)(S2)和第三開關(guān)(S3)的陰極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn) (PD1);第四開關(guān)(S4)、第五開關(guān)(S5)和第六開關(guān)(S6)的陽極連接在一起，構(gòu)成第二直流 連接點(diǎn)(PD2);第七開關(guān)(S7)、第八開關(guān)(S8)、第九開關(guān)(S9)和第十開關(guān)(S10)組成第二 電流源變流器(CSC2);第十開關(guān)(S10)的陰極與第七開關(guān)(S7)的陽極相連，構(gòu)成第四交 流連接點(diǎn)(PA4);第九開關(guān)(S9)的陰極與第八開關(guān)(S8)的陽極相連，構(gòu)成第五交流連接 點(diǎn)(PA5);第七開關(guān)(S7)和第八開關(guān)(S8)的陰極相連，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)(PD3);第九 開關(guān)(S9)和第十開關(guān)(S10)的陽極相連，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)(PD4);第十一開關(guān)(Sll)、 第十二開關(guān)(S12)、第十三開關(guān)(S13)和第十四開關(guān)(S14)組成第三電流源變流器(CSC3); 第十四開關(guān)(S14)的陰極與第十一開關(guān)(S11)的陽極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)(PA6);第 十三開關(guān)(S13)的陰極與第十二開關(guān)(S12)的陽極相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)(PA7);第 十一開關(guān)(S11)和第十二開關(guān)(S12)的陰極相連，構(gòu)成第五直流連接點(diǎn)(PD5);第十三開關(guān) (S13)和第十四開關(guān)(S14)的陽極相連，構(gòu)成第六直流連接點(diǎn)(PD6);第十五開關(guān)(S15)、第 十六開關(guān)(S16)、第十七開關(guān)(S17)和第十八開關(guān)(S18)組成第四電流源變流器(CSC4); 第十八開關(guān)(S18)的陰極與第十五開關(guān)(S15)的陽極相連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)(PA8)滯 十七開關(guān)(S17)的陰極與第十六開關(guān)(S16)的陽極相連，構(gòu)成第九交流連接點(diǎn)(PA9);第 十五開關(guān)(S15)和第十六開關(guān)(S16)的陰極相連，構(gòu)成第七直流連接點(diǎn)(PD7);第十七開關(guān) (S17)和第十八開關(guān)(S18)的陽極相連，構(gòu)成第八直流連接點(diǎn)(PD8);超導(dǎo)磁體(Lsc)的兩 端分別與第一直流連接點(diǎn)(PD1)和第四直流連接點(diǎn)(PD4)相連；第二直流連接點(diǎn)(PD2)和 第七直流連接點(diǎn)(PD7)相連；第三直流連接點(diǎn)(PD3)與第六直流連接點(diǎn)(PD6)相連，第五直 流連接點(diǎn)(PD5)與第八直流連接點(diǎn)(PD8)相連；第十九開關(guān)(S19)的陽極與第三直流連接 點(diǎn)(PD3)相連，第十九開關(guān)(S19)的陰極與第四直流連接點(diǎn)(PD4)相連；第二十開關(guān)(S20) 的陽極與第五直流連接點(diǎn)(PD5)相連，第二十開關(guān)(S20)的陰極與第六直流連接點(diǎn)(PD6) 相連；第二十一開關(guān)(S21)的陽極與第七直流連接點(diǎn)(PD7)相連，第二十一開關(guān)(S21)的陰極與第八直流連接點(diǎn)(PD8)相連；第一濾波電感(LI)的一端和第一濾波電容(CI)的一端與第一交流連接點(diǎn)(PA1)相連，第一濾波電感(LI)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感(L2)的一端和第二濾波電容(C2)的一端與第二交流連接點(diǎn)(PA2)相連，第二濾波電感(L2)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感(L3)的一端和第三濾波電容(C3)的一端與第三交流連接點(diǎn)(PA3)相連，第三濾波電感(L3)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第三相連接點(diǎn)相連；第一濾波電容(Cl)、第二濾波電容(C2)和第三濾波電容(C3)的另一端相互連接；三相變壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連；第四濾波電容(C4)與第一單相變壓器(Trl)的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第四交流連接點(diǎn)(PA4)和第五交流連接點(diǎn)(PA5)相連，第五濾波電容(C5)與第二單相變壓器(Tr2)的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第六交流連接點(diǎn)(PA6)和第七交流連接點(diǎn)(PA7)相連，第六濾波電容(C6)與第三單相變壓器(Tr3)的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第八交流連接點(diǎn)(PA8)和第九交流連接點(diǎn)(PA9)相連；第一單相變壓器(Trl)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源(Usl)的一端和第一相負(fù)載(Zl)的一端相連；第二單相變壓器(Tr2)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源(Us2)的一端和第二相負(fù)載(Z2)的一端相連；第三單相變壓器(Tr3)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源(Us3)的一端和第三相負(fù)載(Z3)的一端相連。所述第一開關(guān)(SI)……第二十一開關(guān)(S21)均為逆阻型開關(guān)，或者用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超導(dǎo)限流儲能電路，其特征在于針對所述的超導(dǎo)限流儲能電路的三種工作狀態(tài)分別進(jìn)行控制(l)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)組成第二電流源變流器(CSC2)、第三電流源變流器(CSC3)和第四電流源變流器(CSC4)的所有開關(guān)第七開關(guān)(S7)……第十八開關(guān)(S18)均閉合，第十九開關(guān)(S19)、第二十開關(guān)(S20)和第二十一開關(guān)(S21)同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器(Trl)、第二單相變壓器(Tr2)和第三單相變壓器(Tr3)次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響；此時(shí)第一電流源變流器(CSC1)通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電流源變流器(CSC1)還從電網(wǎng)吸收和釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體(Lsc)進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體(Lsc)的電流保持在給定值附近；(2)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)第一電流源變流器(CSC1)的控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的方法相同；第十九開關(guān)(S19)、第二十開關(guān)(S20)和第二十一開關(guān)(S21)此時(shí)打開，第二電流源變流器(CSC2)、第三電流源變流器(CSC3)和第四電流源變流器(CSC4)通過電流控制，改變第四、五和六濾波電容(C4、C5和C6)上的電壓，從而對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量；(3)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)，此時(shí)第十九開關(guān)(S19)、第二十開關(guān)(S20)和第二十一開關(guān)(S21)打開，第二電流源變流器(CSC2)、第三電流源變流器(CSC3)和第四電流源變流器(CSC4)的所有開關(guān)閉合，第二電流源變流器(CSC2)、第三電流源變流器(CSC3)和第四電流源變流器(CSC4)等效為三個(gè)串聯(lián)連接的單相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體(Lsc)被自動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能；與此同時(shí)，第一電流源變流器(CSC1)工作在有源逆變狀態(tài)，將限流過程中的給超導(dǎo)磁體(Lsc)的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體(Lsc)不受過流沖擊。
5. —種超導(dǎo)限流儲能電路，其特征在于所述的超導(dǎo)限流儲能電路結(jié)構(gòu)如下第一開關(guān)(Sl)、第二開關(guān)(S2)、第三開關(guān)(S3)、第四開關(guān)(S4)、第五開關(guān)(S5)和第六開關(guān)(S6)組成第一電壓源變流器(VSC1);第一開關(guān)(Sl)的發(fā)射極與第四開關(guān)(S4)的集電極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)(PA1);第二開關(guān)(S2)的發(fā)射極與第五開關(guān)(S5)的集電極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)(PA2);第三開關(guān)(S3)的發(fā)射極與第六開關(guān)(S6)的集電極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)(PA3);第一開關(guān)(Sl)、第二開關(guān)(S2)和第三開關(guān)(S3)的集電極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)(PD1);第四開關(guān)(S4)、第五開關(guān)(S5)和第六開關(guān)(S6)的發(fā)射極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)(PD2);直流連接電容(C)的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)(PD1)和第二直流連接點(diǎn)(PD2)相連；第七開關(guān)(S7)、第八開關(guān)(S8)、第一二極管(Dl)和第二二極管(D2)組成第一斬波器(CH1);第七開關(guān)(S7)的發(fā)射極與第二二極管(D2)的陰極相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)(PA7)，第七開關(guān)(S7)的集電極與第一直流連接點(diǎn)(PD1)相連，第二二極管(D2)的陽極與第二直流連接點(diǎn)(PD2)相連；第一二極管(Dl)的陽極與第八開關(guān)(S8)的集電極相連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)(PA8)，第八開關(guān)(S8)的發(fā)射極與第二直流連接點(diǎn)(PD2)相連，第一二極管(Dl)的陰極與第一直流連接點(diǎn)(PD1)相連；第九開關(guān)(S9)、第十開關(guān)(S10)、第十一開關(guān)(Sll)、第十二開關(guān)(S12)、第十三開關(guān)(S13)和第十四開關(guān)(S14)組成第一電流源變流器(CSC1);第十四開關(guān)(S14)的陽極與第十一開關(guān)(S11)的陰極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)(PA4);第十三開關(guān)(S13)的陽極與第十開關(guān)(S10)的陰極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)(PA5);第十二開關(guān)(S12)的陽極與第九開關(guān)(S9)的陰極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)(PA6);第九開關(guān)(S9)、第十開關(guān)(S10)和第十一開關(guān)(S11)的陽極連接在一起，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)(PD3);第十二開關(guān)(S12)、第十三開關(guān)(S13)和第十四開關(guān)(S14)的陰極連接在一起，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)(PD4);第十五開關(guān)(S15)的陽極與第四直流連接點(diǎn)(PD4)相連，其陰極與第三直流連接點(diǎn)(PD3)相連；超導(dǎo)磁體(Lsc)的兩端分別與第七交流連接點(diǎn)(PA7)和第三直流連接點(diǎn)(PD3)相連；第八交流連接點(diǎn)(PA8)和第四直流連接點(diǎn)(PD4)相連；第一濾波電感(Ll)的一端與第一交流連接點(diǎn)(PA1)相連，第一濾波電感(Ll)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感(L2)的一端與第二交流連接點(diǎn)(PA2)相連，第二濾波電感(L2)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感(L3)的一端與第三交流連接點(diǎn)(PA3)相連，第三濾波電感(L3)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第三相連接點(diǎn)相連；三相變壓器(Trs)的原邊與三相電網(wǎng)相連；第一濾波電容器(Cl)的一端和第一單相變壓器(Trl)次邊的一端與第四交流連接點(diǎn)(PA4)相連；第二濾波電容器(C2)的一端和第二單相變壓器(Tr2)次邊的一端與第五交流連接點(diǎn)(PA5)相連；第三濾波電容器(C3)的一端和第三單相變壓器(Tr3)次邊的一端與第六交流連接點(diǎn)(PA6)相連；第一單相變壓器(Trl)、第二單相變壓器(Tr2)和第三單相變壓器(Tr3)次邊的另一端相互連接；第一單相變壓器(Trl)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源(Usl)的一端和第一相負(fù)載(Zl)的一端相連；第二單相變壓器(Tr2)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源(Us2)的一端和第二相負(fù)載(Z2)的一端相連；第三單相變壓器(Tr3)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源(Us3)的一端和第三相負(fù)載(Z3)的一端相連；所述的第一開關(guān)(Sl)……第八開關(guān)(S8)均為逆導(dǎo)型開關(guān)，第九開關(guān)(S9)……第十五開關(guān)(S15)均為逆阻型開關(guān)，或者用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管替代所述的逆阻型開關(guān)；所述的第一電壓源變流器(VSC1)和第一斬波器(CH1)或采用多電平的結(jié)構(gòu)形式代替所述的兩電平結(jié)構(gòu)形式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)限流儲能電路，其特征在于針對所述的超導(dǎo)限流儲能電路的三種工作狀態(tài)分別進(jìn)行控制(l)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)組成第一電流源變流器(CSC1)的所有開關(guān)第九開關(guān)(S9)……第十四開關(guān)(S14)均閉合，第十五開關(guān)(S15)同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器(Trl)、第二單相變壓器(Tr2)和第三單相變壓器(Tr3)次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響；此時(shí)第一電壓源變流器(VSC1)通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電壓源變流器(VSC1)還從電網(wǎng)吸收和釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體(Lsc)進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體(Lsc)的電流保持在給定值附近；第一斬波器(CH1)通過向直流連接電容(C)注入電流來控制直流連接電容(C)上的電壓，使之維持在給定值附近；(2)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)第一電壓源變流器(VSC1)和第一斬波器(CH1)的控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的控制方法相同，第十五開關(guān)(S15)此時(shí)打開，第一電流源變流器(CSC1)通過電流控制，改變第一、二和三濾波電容(Cl、 C2和C3)上的電壓，從而對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量；(3)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)，此時(shí)第十五開關(guān)(S15)打開，第一電流源變流器(CSC1)的所有開關(guān)閉合，第一電流源變流器(CSC1)等效為一個(gè)三相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體(Lsc)被自動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能；與此同時(shí)，第一電壓源變流器(VSC1)工作在有源逆變狀態(tài)，盡量將限流過程中的給超導(dǎo)磁體(Lsc)的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體(Lsc)不受過流沖擊；第一斬波器(CH1)通過向直流連接電容(C)注入電流來控制直流連接電容(C)上的電壓，使直流連接電容(C)上的電壓維持在給定值附近。
7. —種超導(dǎo)限流儲能電路，其特征在于所述的超導(dǎo)限流儲能電路結(jié)構(gòu)如下第一開關(guān)(Sl)、第二開關(guān)(S2)、第三開關(guān)(S3)、第四開關(guān)(S4)、第五開關(guān)(S5)和第六開關(guān)(S6)組成第一電壓源變流器(VSC1);第一開關(guān)(Sl)的發(fā)射極與第四開關(guān)(S4)的集電極相連，構(gòu)成第一交流連接點(diǎn)(PA1);第二開關(guān)(S2)的發(fā)射極與第五開關(guān)(S5)的集電極相連，構(gòu)成第二交流連接點(diǎn)(PA2);第三開關(guān)(S3)的發(fā)射極與第六開關(guān)(S6)的集電極相連，構(gòu)成第三交流連接點(diǎn)(PA3);第一開關(guān)(Sl)、第二開關(guān)(S2)和第三開關(guān)(S3)的集電極連接在一起，構(gòu)成第一直流連接點(diǎn)(PD1);第四開關(guān)(S4)、第五開關(guān)(S5)和第六開關(guān)(S6)的發(fā)射極連接在一起，構(gòu)成第二直流連接點(diǎn)(PD2);直流連接電容(C)的兩端分別與第一直流連接點(diǎn)(PD1)和第二直流連接點(diǎn)(PD2)相連；第七開關(guān)(S7)、第八開關(guān)(S8)、第一二極管(Dl)和第二二極管(D2)組成第一斬波器(CH1);第七開關(guān)(S7)的發(fā)射極與第二二極管(D2)的陰極相連，構(gòu)成第七交流連接點(diǎn)(PA7)，第七開關(guān)(S7)的集電極與第一直流連接點(diǎn)(PD1)相連，第二二極管(D2)的陽極與第二直流連接點(diǎn)(PD2)相連；第一二極管(Dl)的陽極與第八開關(guān)(S8)的集電極相連，構(gòu)成第八交流連接點(diǎn)(PA8)，第八開關(guān)(S8)的發(fā)射極與第二直流連接點(diǎn)(PD2)相連，第一二極管(Dl)的陰極與第一直流連接點(diǎn)(PD1)相連；第九開關(guān)(S9)、第十開關(guān)(S10)、第十一開關(guān)(S11)和第十二開關(guān)(S12)組成第一電流源變流器(CSC1);第十二開關(guān)(S12)的陰極與第九開關(guān)(S9)的陽極相連，構(gòu)成第四交流連接點(diǎn)(PA4);第十一開關(guān)(S11)的陰極與第十開關(guān)(S10)的陽極相連，構(gòu)成第五交流連接點(diǎn)(PA5);第九開關(guān)(S9)和第十開關(guān)(S10)的陰極相連，構(gòu)成第三直流連接點(diǎn)(PD3);第十一開關(guān)(S11)和第十二開關(guān)(S12)的陽極相連，構(gòu)成第四直流連接點(diǎn)(PD4);第十三開關(guān)(S13)、第十四開關(guān)(S14)、第十五開關(guān)(S15)和第十六開關(guān)(S16)組成第二電流源變流器(CSC2);第十六開關(guān)(S16)的陰極與第十三開關(guān)(S13)的陽極相連，構(gòu)成第六交流連接點(diǎn)(PA6);第十五開關(guān)(S15)的陰極與第十四開關(guān)(S14)的陽極相連，構(gòu)成第九交流連接點(diǎn)(PA9);第十三開關(guān)(S13)和第十四開關(guān)(S14)的陰極相連，構(gòu)成第五直流連接點(diǎn)(PD5);第十五開關(guān)(S15)和第十六開關(guān)(S16)的陽極相連，構(gòu)成第六直流連接點(diǎn)(PD6);第十七開關(guān)(S17)、第十八開關(guān)(S18)、第十九開關(guān)(S19)和第二十開關(guān)(S20)組成第三電流源變流器(CSC3)第二十開關(guān)(S20)的陰極與第十七開關(guān)(S17)的陽極相連，構(gòu)成第十交流連接點(diǎn)(PA10);第十九開關(guān)(S19)的陰極與第十八開關(guān)(S18)的陽極相連，構(gòu)成第十一交流連接點(diǎn)(PA11);第十七開關(guān)(S17)和第十八開關(guān)(S18)的陰極相連，構(gòu)成第七直流連接點(diǎn)(PD7);第十九開關(guān)(S19)和第二十開關(guān)(S20)的陽極相連，構(gòu)成第八直流連接點(diǎn)(PD8);第二十一開關(guān)(S21)的陽極與第三直流連接點(diǎn)(PD3)相連，第二十一開關(guān)(S21)的陰極與第四直流連接點(diǎn)(PD4)相連；第二十二開關(guān)(S22)的陽極與第五直流連接點(diǎn)(PD5)相連，第二十二開關(guān)(S22)的陰極與第六直流連接點(diǎn)(PD6)相連；第二十三開關(guān)(S23)的陽極與第七直流連接點(diǎn)(PD7)相連，第二十三開關(guān)(S23)的陰極與第八直流連接點(diǎn)(PD8)相連；超導(dǎo)磁體(Lsc)的兩端分別與第七交流連接點(diǎn)(PA7)和第四直流連接點(diǎn)(PD4)相連；第八交流連接點(diǎn)(PA8)和第七直流連接點(diǎn)(PD7)相連；第三直流連接點(diǎn)(PD3)與第六直流連接點(diǎn)(PD6)相連，第五直流連接點(diǎn)(PD5)與第八直流連接點(diǎn)(PD8)相連；第一濾波電感(Ll)的一端與第一交流連接點(diǎn)(PA1)相連，第一濾波電感(Ll)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第一相連接點(diǎn)相連；第二濾波電感(L2)的一端與第二交流連接點(diǎn)(PA2)相連，第二濾波電感(L2)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第二相連接點(diǎn)相連；第三濾波電感(L3)的一端與第三交流連接點(diǎn)(PA3)相連，第三濾波電感(L3)的另一端與三相變壓器(Trs)次邊的第三相連接點(diǎn)相連；三相變壓器的原邊與三相電網(wǎng)相連；第一濾波電容(Cl)與第一單相變壓器(Trl)的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第四交流連接點(diǎn)(PA4)和第五交流連接點(diǎn)(PA5)相連，第二濾波電容(C2)與第二單相變壓器(Tr2)的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第六交流連接點(diǎn)(PA6)和第九交流連接點(diǎn)(PA9)相連，第三濾波電容(C3)與第三單相變壓器(Tr3)的次邊并聯(lián)后其兩端分別與第十交流連接點(diǎn)(PA10)和第十一交流連接點(diǎn)(PA11)相連；第一單相變壓器(Trl)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第一相電源(Usl)的一端和第一相負(fù)載(Zl)的一端相連；第二單相變壓器(Tr2)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第二相電源(Us2)的一端和第二相負(fù)載(Z2)的一端相連；第三單相變壓器(Tr3)原邊的兩端分別與電網(wǎng)第三相電源(Us3)的一端和第三相負(fù)載(Z3)的一端相連；上述第一開關(guān)(Sl)……第八開關(guān)(S8)均為逆導(dǎo)型開關(guān)，第九開關(guān)(S9)……第二十三開關(guān)(S23)均為逆阻型開關(guān)，也可用逆導(dǎo)型開關(guān)串聯(lián)一個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)；所述的第一電壓源變流器(VSC1)和第一斬波器(CH1)或采用多電平的結(jié)構(gòu)形式代替所述的兩電平結(jié)構(gòu)形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超導(dǎo)限流儲能電路，其特征在于針對所述的超導(dǎo)限流儲能電路的三種工作狀態(tài)分別進(jìn)行控制(l)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)，此時(shí)組成第一電流源變流器(CSC1)、第二電流源變流器(CSC2)和第三電流源變流器(CSC3)的所有開關(guān)第九開關(guān)(S9)……第二十開關(guān)(S20)均閉合，第二十一開關(guān)(S21)、第二十二開關(guān)(S22)和第二十三開關(guān)(S23)同時(shí)閉合，此時(shí)第一單相變壓器(Trl)、第二單相變壓器(Tr2)和第三單相變壓器(Tr3)次邊的電壓均為開關(guān)的管壓降，對負(fù)載端電壓基本沒有影響；此時(shí)第一電壓源變流器(VSC1)通過向電網(wǎng)注入可控的電流，補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波、無功功率以及負(fù)載有功功率的波動分量，從而減輕負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響；同時(shí)第一電壓源變流器(VSC1)還從電網(wǎng)吸收和釋放有功功率，對超導(dǎo)磁體(Lsc)進(jìn)行充放電，使超導(dǎo)磁體(Lsc)的電流保持在給定值附近；第一斬波器(CHI)通過向直流連接電容(C)注入電流來控制直流連接電容(C)上的電壓，使之維持在給定值附近；(2)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于串并聯(lián)同時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)；此時(shí)第一電壓源變流器(VSC1)和第一斬波器(CHI)控制方法與對所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于純并聯(lián)補(bǔ)償狀態(tài)的控制方法相同；第二十一開關(guān)(S21)、第二十二開關(guān)(S22)和第二十三開關(guān)(S23)此時(shí)打開，第一電流源變流器(CSCl)、第二電流源變流器(CSC2)和第三電流源變流器(CSC3)通過電流控制，改變第一、二和三濾波電容(C1、C2和C3)上的電壓，從而對電網(wǎng)的電壓諧波、電壓暫降等進(jìn)行補(bǔ)償，改善負(fù)載的供電電壓質(zhì)量；(3)所述的超導(dǎo)限流儲能電路處于限流狀態(tài)，此時(shí)第二十一開關(guān)(S21)、第二十二開關(guān)(S22)和第二十三開關(guān)(S23)打開，第一電流源變流器(CSC1)、第二電流源變流器(CSC2)和第三電流源變流器(CSC3)的所有開關(guān)閉合，第一電流源變流器(CSC1)、第二電流源變流器(CSC2)和第三電流源變流器(CSC3)等效為三個(gè)串聯(lián)連接的單相不控整流電路，此時(shí)超導(dǎo)磁體(Lsc)被自動串入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了故障限流的功能；與此同時(shí)，第一電壓源變流器(VSC1)工作在有源逆變狀態(tài)，將限流過程中的給超導(dǎo)磁體(Lsc)的充電能量逆變回電網(wǎng)，以保護(hù)超導(dǎo)磁體(Lsc)不受過流沖擊；第一斬波器(CH1)通過向直流連接電容(C)注入電流來控制直流連接電容(C)上的電壓，使直流連接電容(C)上的電壓維持在給定值附近。
全文摘要
一種超導(dǎo)限流儲能電路，它利用超導(dǎo)磁體作為儲能環(huán)節(jié)，提供電網(wǎng)所需的有功功率；在電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，通過簡單的開關(guān)操作，又可將超導(dǎo)磁體串入電網(wǎng)進(jìn)行限流。它可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)無功補(bǔ)償、有源濾波、負(fù)載波動有功功率補(bǔ)償、負(fù)載電壓凹陷補(bǔ)償、電網(wǎng)調(diào)峰和故障限流等功能，具有利用率和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J3/28GK101707367SQ20091024123
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者張志豐, 戴少濤, 肖立業(yè), 郭文勇 申請人:中國科學(xué)院電工研究所