[發明專利]基于超級電容器的動態電壓恢復器

無效

• 申請號: 201110160231.5
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102222927A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 張清;濮陰溢
• 申請（專利權）人: 無錫雙力電力設備有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J7/34
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馮鐵惠

技術領域

本發明涉及一種電力設備，尤其是涉及一種基于超級電容器的動態電壓恢復器。

背景技術

隨著我國社會經濟的不斷發展，大量精密設備和儀器投入使用，而與之相矛盾的是我國電網的供電質量并不高，電網電壓瞬間驟升、驟降和閃變頻繁發生，對這些精密設備和儀器的運行精度和使用安全構成很大的威脅。實際上，即使是在電網供電品質相對較好的國家和地區，由于存在負荷沖擊、非線性、非對稱負荷等因素的影響，各種瞬態電能質量問題仍然頻繁發生。

動態電壓恢復器(Dynamic?Voltage?Restorer，簡稱DVR)是一種新型的解決用戶電能質量問題的裝置。該裝置在檢測到電壓跌落時，快速將補償電壓疊加到主回路，達到“恢復”電壓的目的，是目前最有效和經濟的解決電壓跌落和上升問題的方法。

儲能單元在電壓暫降期間給負載提供有功功率，必須具有一定的能量存儲與功能交換能力，普遍的儲能設備主要為蓄電池，蓄電池的最大優勢是成本較低，使用簡單。但是蓄電池的電能轉換效率低，不能提供較大的功率，不能實時地滿足DVR進行電壓補償時瞬間釋放大功率的要求；而且蓄電池的壽命較短，維護費用高，且多采用重金屬或酸堿性原料，不利于環保。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于超級電容器的動態電壓恢復器，其具有響應時間快、工作時間長以及性價比高的特點。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種基于超級電容器的動態電壓恢復器，其包括：

一儲能系統，所述儲能系統由超級電容器和直流儲能單元組成，所述直流儲能單元用于存儲直流電形式電能；

一充電模塊，所述充電模塊用于對超級電容器與直流儲能單元進行充電；

一逆變器單元，所述逆變器單元用于輸出補償電壓；

以及由變壓器和濾波器組成的升壓濾波系統，用于將動態電壓恢復器接入電源模塊和敏感負荷組成的電力系統中；

所述儲能系統并聯在充電模塊和逆變器單元之間，所述直流儲能單元通過一個電子開關與超級電容器并聯，且所述儲能系統通過另一電子開關并聯在逆變器單元的直流側。

特別地，所述充電模塊包括由四個功率二極管D1、D2、D3、D4組成的一個單相整流橋，一個由電感L2及電容C2組成的濾波器以及三個電子開關K2、K4、K5，所述電容C2并聯在單相整流橋的直流側，所述電感L2串聯在充電回路中，所述電子開關K5串聯在充電模塊與儲能系統之間，作為充電啟動與切除開關，所述電子開關K2、K4分別串聯于超級電容器C1和蓄電池U1的正極。

特別地，所述儲能系統由超級電容器C1、蓄電池U1、兩個電子開關K1、K3組成，所述超級電容器C1和蓄電池U1經過電子開關K3并聯，用于控制主放電電源，且所述儲能系統經電子開關K1并聯在逆變器單元的直流側。

特別地，所述逆變器單元由四個開關管TD1、TD2、TD3、TD4組成的一個單相逆變橋。

特別地，所述升壓濾波系統包括變壓器TG和一個電容C3及一個電感L1組成的濾波器，所述逆變器單元的輸出串聯電感L1后與電容C3并聯，所述變壓器TG的副邊并聯電容C3，原邊接入電源模塊和敏感負荷組成的電力系統，用于實現動態電壓恢復器的恢復電壓功能。

本發明的有益效果為，所述基于超級電容器的動態電壓恢復器動態電壓恢復器不僅響應速度快、儲能容量大、工作時間長；而且維護便捷、操作簡單、性價比高。

附圖說明

下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

圖1為本發明基于超級電容器的動態電壓恢復器的系統方塊圖；

圖2為本發明基于超級電容器的動態電壓恢復器的電路圖。

圖中：

1、電源模塊；2、敏感負荷；3、充電模塊；4、直流儲能單元；5、超級電容器；6、逆變器單元；7、濾波器；8、變壓器。

具體實施方式

請參照圖1所示，圖1為本發明基于超級電容器的動態電壓恢復器的系統方塊圖，所述基于超級電容器的動態電壓恢復器包括由超級電容器5和直流儲能單元4組成的儲能系統，所述直流儲能單元4用于存儲直流電形式電能；用于對超級電容器5與直流儲能單元4進行充電的充電模塊3；用于輸出補償電壓的逆變器單元6，以及由變壓器8和濾波器7組成的升壓濾波系統，用于將動態電壓恢復器接入電源模塊1和敏感負荷2組成的電力系統中；所述儲能系統并聯在充電模塊3和逆變器單元6之間，所述直流儲能單元4通過一個電子開關與超級電容器5并聯，且所述儲能系統通過另一電子開關并聯在逆變器單元6的直流側。