[發(fā)明專利]基于超級電容器的動態(tài)電壓恢復器

無效

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• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102222927A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)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(fā)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(tài)電壓恢復器。

背景技術

隨著我國社會經濟的不斷發(fā)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(fā)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(qū)，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(tài)電能質量問題仍然頻繁發(fā)生。

動態(tài)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(yōu)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(huán)保。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于提供一種基于超級電容器的動態(tài)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(fā)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(tài)電壓恢復器，其包括：

一儲能系統(tǒng)，所述儲能系統(tǒng)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(tǒng)，用于將動態(tài)電壓恢復器接入電源模塊和敏感負荷組成的電力系統(tǒng)中；

所述儲能系統(tǒng)并聯(lián)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(lián)，且所述儲能系統(tǒng)通過另一電子開關并聯(lián)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(lián)在單相整流橋的直流側，所述電感L2串聯(lián)在充電回路中，所述電子開關K5串聯(lián)在充電模塊與儲能系統(tǒng)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(lián)于超級電容器C1和蓄電池U1的正極。

特別地，所述儲能系統(tǒng)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(lián)，用于控制主放電電源，且所述儲能系統(tǒng)經電子開關K1并聯(lián)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(tǒng)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(lián)電感L1后與電容C3并聯(lián)，所述變壓器TG的副邊并聯(lián)電容C3，原邊接入電源模塊和敏感負荷組成的電力系統(tǒng)，用于實現動態(tài)電壓恢復器的恢復電壓功能。

本發(fā)明的有益效果為，所述基于超級電容器的動態(tài)電壓恢復器動態(tài)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(fā)明作進一步詳細說明。

圖1為本發(fā)明基于超級電容器的動態(tài)電壓恢復器的系統(tǒng)方塊圖；

圖2為本發(fā)明基于超級電容器的動態(tài)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(fā)明基于超級電容器的動態(tài)電壓恢復器的系統(tǒng)方塊圖，所述基于超級電容器的動態(tài)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(tǒng)，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(tǒng)，用于將動態(tài)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(tǒng)中；所述儲能系統(tǒng)并聯(lián)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(lián)，且所述儲能系統(tǒng)通過另一電子開關并聯(lián)在逆變器單元6的直流側。