[發明專利]一種基于太陽能光伏發電的電能質量串聯補償器

無效

• 申請號: 201210356363.X
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102904485A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 李國杰;江秀臣;盛戈皞
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H02J3/28
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及電能質量技術領域，特別是一種基于太陽能發電的電能質量技術。

背景技術

發達國家對電能質量水平的要求很高，電能質量問題不僅會給工業界帶來很大的經濟損失，如停工和再啟動導致生產成本增加，損壞反應靈敏設備，報廢半成品，降低產品質量，造成營銷困難而損害公司形象及和用戶的良好商業關系等，而且也會給醫療等重要用電部門的設備帶來危害，引起嚴重的生產和運行事故，美國電力研究院(EPRI)研究顯示,電能質量問題每年導致美國工業在數據，材料和生產力上的損失達300億美元(Electric?Power?Research?Institute,1999)，在新加坡，每次電壓瞬間下降都會造成超過100萬新元的經濟損失；隨著我國高科技工業的迅速發展，對電能質量水平的要求也越來越高，電壓驟降（陷落、跌落）和驟升（浪涌）是其中的主要問題，電壓陷落和浪涌不僅會引起電力系統的電壓質量問題，也會危及用電設備的安全工作，電力系統故障，大型電機啟動，支路電路短路等都會引起電壓陷落，電壓浪涌是由閃電、接通供電系統和其他原因造成過壓而引起的，大型電機和空調器是大的電壓浪涌產生源，雖然電壓陷落和浪涌時間短，但是它會引起工業過程的中斷或停工，而所引起工業過程的停工期間遠遠大于電壓陷落和浪涌事故的本身時間，因此所造成的損失很大，電壓陷落的特征是電源電壓驟然下降至10%到90%的正常電壓值并持續0.5到50個周期，電壓浪涌的特征是電源電壓驟然上升至110%到180%的正常電壓值并持續0.5到50個周期，絕大部分電壓陷落和浪涌，其電壓變化幅度在50%以內,且持續時間不超過500毫秒；

傳統的方法，如電壓調節器和浪涌抑制器并不能解決這些問題，而不間斷電源UPS裝置雖能解決這些問題，但是其成本和運行費用都極其昂貴，為了解決上述問題，國內外對動態電壓補償器開展了研究。相比于UPS，動態電壓補償器能有效解決電壓陷落、浪涌的問題。但是，儲能問題也一直困擾著動態電壓補償器的問題，雖然有人提出最小能量注入法等先進的方法，但是額外的儲能始終影響其進一步推廣、發展。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種基于太陽能光伏發電的電能質量串聯補償器，它充分利用了太陽能，電網正常時，它利用綠色的太陽能，將太陽能轉換為電能，供給負荷；當電網電壓出現故障時，如陷落或浪涌時，它輸出相應的電壓量，補償電網電壓的差值，確保負荷電壓不變化，因而保護了負荷。

本發明的技術解決方案如下：

一種基于太陽能光伏發電的電能質量串聯補償器，特點在于其構成包括太陽能光伏電池板、直流升壓單元、逆變單元和串聯變壓器；

上述部件的連接關系如下：

所述的太陽能光伏電池板將太陽能轉換為電能，其直流電壓輸出端的兩電線與所述的直流升壓單元的直流輸入端的兩電線相連,該直流升壓單元的輸入端的兩電線之間并連一直流電容，所述的直流升壓單元的輸出端的兩電線與所述逆變單元的直流輸入端的兩電線相連，該逆變單元的直流輸入端的兩電線之間并連一直流電容，所述的逆變單元的交流輸出端的兩電線與所述的串聯變壓器的初級線圈的兩端相連，所述串聯變壓器的次級線圈串接在電網的輸電線中，分別與電網的公共端和負荷端相連。

本發明原理如下：

電源電壓負荷電壓所述電能質量串聯補償器向電網注入電壓之間關系如下式所示：

V‾L=V‾i+E‾S-Z‾SI‾i---(1)]]>

其中，為電網電源等值阻抗，為所述電能質量串聯補償器向電網注入電流，“ˉ”為向量符號。