[0028]圖3為串聯型補償器結構示意圖；
[0029]圖4為實例的DC/DC雙向變換器I和2的電路結構示意圖；
[0030]圖5為實例的直流儲能單元結構示意圖；
[0031 ]圖6為實例的濾波器3和4的電路結構示意圖；
[0032]圖7為本發明直接接入直流電力系統的示意圖；
[0033]圖8為本發明經隔離型DC/DC變壓器接入直流電力系統的示意圖；
[0034]圖9為本發明中使用的隔離型DC/DC變壓器的示意圖。
【具體實施方式】
[0035]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
[0036]為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；
[0037]對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。
[0038]下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。
[0039]實施例1
[0040]本發明提供的一種直流電力系統電能質量調節器，其電路結構示意圖如圖1示，包括:并聯型補償器、串聯型補償器、儲能單元、電壓電流信號采集單元和控制器;電壓電流信號采集單元連接控制器，控制器分別連接并聯型補償器的第一DC/DC雙向變換器1、串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2和儲能單元，并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器I分別連接第一濾波單元3和儲能單元，串聯型補償器的第二DC/DC雙向變換器2分別連第二接濾波單元4和儲能單元。更具體地講，并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器I通過兩個直流端口 i和j與第一濾波單元3相連接，并聯型補償器的第一DC/DC雙向變換器I通過另外兩個直流端口c和d與儲能單元相連接，如圖2所示；串聯型補償器的第二DC/DC雙向變換器2通過兩個直流端口 m和η與第二濾波單元4相連接，串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2通過另外兩個直流端口 e和f與儲能單元相連接，如圖3所示。
[0041]電壓電流信號采集單元用于采集直流電力系統的母線電壓和電流信號，對該信號預處理后傳送給控制器。
[0042]控制器接收電壓電流信號采集單元的母線電壓和電流信號，對該信號進行分析處理，產生相應的控制指令并傳送給并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器1、串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2和儲能單元，具體過程如下:
[0043]當直流母線上出現直流電壓跌落或者上升時，為保持直流母線電壓恒定或者維持在給定值，控制器產生相應的電流補償指令并傳送給并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器I和儲能單元，同時控制器產生相應的電壓補償指令并傳送給串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2和儲能單元；
[0044]當直流母線上出現諧波電流，為抵消諧波電流以及隔離電源側與負荷側之間的諧波電流傳輸，控制器產生諧波電流補償指令并傳送給并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器I和儲能單元；
[0045]當直流母線上出現諧波電壓，為抵消諧波電壓、平滑直流電壓波形以及隔離電源側與負荷側的諧波電壓傳輸，控制器產生諧波電壓補償指令并傳送給串聯型補償器的第二DC/DC雙向變換器2和儲能單元；
[0046]當直流母線電壓和電流顯示直流電力系統出現開路故障，控制器產生電流快速注入指令并傳送給并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器I和儲能單元；
[0047]當直流母線電壓和電流顯示直流電力系統出現回路切換動作，控制器產生相應的電流補償指令并傳送給并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器I和儲能單元；
[0048]當直流母線電流出現超過限定值時，控制器產生相應的電流控制指令并傳送串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2和儲能單元。
[0049]當直流母線電壓和電流顯示直流電力系統出現短路故障，控制器產生回路切斷指令并傳送給串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2。
[0050]并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器I和串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2用于接收控制器的控制指令，在該指令作用下控制開關器件的開斷，為直流母線提供直流能量或者從直流母線吸收直流能量，即將電力系統多余的直流電能傳送給儲能單元或將儲能單元的直流電能補償給電力系統，從而穩定平滑直流電力系統母線電壓及電流波形，濾除直流電力系統電流諧波及電壓諧波，或出現開路故障時快速注入電流以暫時支撐直流系統，或在回路切換時平抑回路切換過程中的波動，或出現短路故障時快速切斷回路，或控制串聯回路的最大通過電流，達到調節直流電力系統電能質量的目的。并聯型補償器的第一DC/DC雙向變換器I和串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2均可采用兩電平、三電平及多電平等拓撲結構，具體實現有多種方式，圖4給出了一種具體的電路結構，電路中的開關管可采用IGBT/IGCT/GTO等全控器件。
[0051]儲能單元用于接收控制器的控制指令，在該指令控制下接收并聯型補償器的DC/DC雙向變換器I和串聯型補償器的DC/DC雙向變換器2輸出的直流電能或者向并聯型補償器的第一 DC/DC雙向變換器I和串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2提供直流電能。儲能單元可采用蓄電池、超級電容器、飛輪儲能、超導儲能等儲能方式。圖5給出了基于超級電容器儲能方式的儲能單元結構圖，超級電容器組中正常的存儲電量設置為可用容量的一半，使最大可充電、放電量相等。
[0052]濾波單元用于對儲能單元通過并聯型補償器的第一DC/DC雙向變換器I輸出的直流電流和串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2輸出的直流電壓進行濾波處理，以濾除雜波。濾波單元的結構如圖6所示，濾波單元的電容C并聯在DC/DC雙向變換器的輸出線路上，電容的作用的是穩定變換器輸出的電壓。電感L串聯在DC/DC雙向變換器的輸出線路上，用于濾除電能質量調節器的輸出諧波。
[0053]本發明混合型直流電力系統調節器有兩種接入直流電力系統的方式:
[0054]第一種是直接接入直流電力系統的接入方式，即并聯型補償器的濾波單元3通過端口 a和b直接與直流母線并聯，串聯型補償器的濾波單元4通過端口 g和h直接與直流母線串聯，且在串聯接入點并聯一個電容Cl，如圖7所示；
[0055]第二種是經過隔離型DC/DC雙向變壓器接入方式，即并聯型補償器的濾波單元3通過端口 a和b與隔離型DC/DC雙向變壓器I的副邊連接，隔離型DC/DC雙向變壓器I的原邊通過兩個端口 P和q與直流母線并聯，串聯型補償器的濾波單元4通過端口 g和h與隔離型DC/DC雙向變壓器2的副邊連接，隔離型DC/DC雙向變壓器2的原邊通過兩個端口r和S與直流母線串聯，且在兩串聯接入點并聯一個電容Cl，如圖8所示。采用經隔離型雙向DC/DC變壓器接入直流電力系統，可以靈活方便地對調節器的輸出進行升壓和降壓，實現不同電壓等級的接入要求，同時還可以實現調節器與直流電力系統的電氣隔離作用。實施例中的隔離型DC/DC雙向變壓器由單相全橋逆變器、中頻變壓器和單相全橋整流器三部分組成，如圖9所示。隔離型DC/DC雙向變壓器的主要作用是將輸入級的直流調制成中頻方波信號，經中頻變壓器變壓并耦合到副方后再轉換成直流，該電壓變換過程是可逆的。中頻變壓器可以隔離電位，起變換電壓和功率調配的作用。
[0056]本發明的工作過程具體為:
[0057]電壓電流信號采集單元采集直流母線的電壓和電流信號；
[0058]當直流母線上出現直流電壓跌落或者上升時，控制器產生相應的電流補償指令并傳送并聯型補償器的第一DC/DC雙向變換器I和直流儲能單元，同時產生相應的電壓補償指令并傳送串聯型補償器的第二 DC/DC雙向變換器2和直流儲能單元;若直流電壓跌落，儲能單元向并聯型補償器的第一DC/DC雙向變換器I輸出直流電能，并聯型補償器的DC/DC雙向變換器I在電流補償指令作用下進行開關器件的相應開斷，以將直流儲能單元輸