[發明專利]一種輸電線路感應取電電源最大功率跟蹤系統及方法

有效

• 申請號: 201210445319.6
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102957219A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 孫旭日;李啟昌;劉亞東;張洪偉;孟昭利;孫岳;盛戈皞;江秀臣
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司聊城供電公司;上海交通大學;國家電網公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;H02J9/06;G05F1/67
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及高壓輸電線路的感應取電技術，尤其涉及一種輸電線路感應取電電源最大功率跟蹤系統及方法。

背景技術

電力系統高壓側監測設備的供電問題是所有監測設備可靠運行的前提，也是智能電網建設所要突破的關鍵技術之一。如光電式電流互感器、輸電線路溫度測量設備、高壓斷路器母線溫度測量設備等直接測量高壓側信息，然后通過光纖或者無線網絡把采集信息傳送至低壓端，這樣大大簡化了絕緣的要求，并且提高了采集信號的精度。

申請號為200410061314.9，發明名稱為用于架空高壓輸電導線的感應取電裝置的專利文獻，利用電流互感器原理從高壓輸電導線上獲取電能，但是該文獻中的技術方案并沒有給出輸電線路負載電流在其整個工作范圍內的有效輸出功率，尤其是在輸電線路空載時的輸出功率，此外在輸電線路負荷電流較大時，感應取電裝置會發熱嚴重。申請號為200820066665.2，發明名稱為高壓線路感應取電裝置的專利文獻，同樣利用互感器原理從輸電線路上取電，其給出的指標為，輸電線路負載電流在80A-300A時的輸出功率為20-110W，但是輸電線路空載時，導線電流僅為40A左右，也未給出此時取電裝置的輸出功率，并且隨著輸電線路上電流的增加，取電裝置亦會發熱越來越嚴重。此外，上述兩個專利中后備電源都是鋰電池，而鋰電池受其壽命、工作溫度等限制，不適合長期工作在野外輸電線路上。申請號為200910309627.4，發明名稱為基于功率控制法的高壓輸電線路CT取電裝置，可實現在較大的電流范圍內輸出穩定的功率，同時中國電機工程學報、電力系統自動化等雜志也刊登過感應取電相關的文章，但上述所有的研究和專利文獻的下限電流都為幾十安培，而配電線路的空載電流可能僅為幾個安培，此時通用的解決方案是在取電電源啟動電流之下，采用電池直接供電，但電池壽命有限，經常使用會縮短整個取電電源的設計壽命。

發明內容

本發明的目的之一在于克服上述現有技術的缺陷或不足，提出了一種輸電線路感應取電電源最大功率跟蹤系統及方法。

依據本發明的一個方面，提供了一種輸電線路感應取電電源的最大功率跟蹤方法，包括以下步驟：

檢測取電線圈的輸出電壓；

對所述取電線圈的輸出電壓進行整流和放大，以得到整流和放大后的第一輸出電壓V_sec；

檢測測量線圈的輸出電壓；

對所述測量線圈的輸出電壓進行整流、放大和相移處理，以得到一參考電壓V_ref；

實時比較所述第一輸出電壓V_sec和所述參考電壓V_ref，根據二者的比較結果輸出一驅動控制信號；

利用所述驅動控制信號使開關管導通或關斷，從而對應地選擇采用電池或取電線圈對負載進行供電。

在其中的一實施例中，對應于所述第一輸出電壓V_sec的比例放大系數為K1，對應于所述參考電壓V_ref的比例放大系數為K2，移相角度為φ，通過設定K2和φ，使得：

其中，V_secpmax為取電線圈輸出功率最大時所對應的第一輸出電壓。

在其中的一實施例中，所述參考電壓V_ref滯后于所述取電線圈一次側電流的相位45度。

在其中的一實施例中，所述第一輸出電壓V_sec小于所述參考電壓V_ref時，所述驅動控制信號為一高電平，所述開關管導通且電池經由所述開關管對負載進行供電。

在其中的一實施例中，所述第一輸出電壓V_sec大于所述參考電壓V_ref時，所述驅動控制信號為一低電平，所述開關管關斷且取電線圈經由一AC/DC變換器對負載進行供電。

依據本發明的另一個方面，提供了一種輸電線路感應取電電源的最大功率跟蹤系統，包括取電線圈和測量線路，該系統還包括：

AC/DC變換器，其輸入端電連接至所述取電線圈的輸出端，其輸出端將來自所述取電線圈感應的交流電壓轉換為直流電壓；

第一處理電路，連接至所述取電線圈的輸出端，用于對所述取電線圈感應的交流電壓進行整流放大，得到第一輸出電壓V_sec；

第二處理電路，連接至所述測量線圈的輸出端，用于對所述測量線圈感應的交流電壓進行整流、放大和相移處理，以得到一參考電壓V_ref；以及