[發明專利]基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置

有效

• 申請號: 201310389742.3
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103457290A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 鄭德化;孫雁卿;李剛菊;王世杰;楊文元;范莉平;劉麗娟;趙永強
• 申請（專利權）人: 山西合創電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

1.一種基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置，它包括微電網側降壓變壓器T₁、二極管整流電路（1）、微電網側參數檢測電路（2）、IGBT開關PWM驅動電路（7）和大電網側參數檢測電路（9），其特征是：它還包括串聯功角補償變壓器T₂、直流系統檢測控制電路（3）、智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）、功角偏移計算電路（5）、IGBT開關電路（6）和輸電線路穩定類型判別電路（8），微電網側降壓變壓器T₁原邊線圈T₁₁的正極與微電網側母線S點和微電網側參數檢測電路（2）的左側輸入/輸出口I/O連接，微電網側降壓變壓器T₁原邊線圈T₁₁的負極與地相連，微電網側降壓變壓器T₁副邊線圈T₁₂的正極與二極管整流電路（1）的交流入口端的正極相連，微電網側降壓變壓器T₁副邊線圈T₁₂的負極與二極管整流電路（1）的交流入口端的負極相連；二極管整流電路（1）的直流輸出端的正極與直流系統檢測控制電路（3）中電感L₁的正極相連，二極管整流電路（1）的直流輸出端的負極與直流系統檢測控制電路（3）中直流電容C_d的負極和IGBT開關電路6的左下端相連，二極管整流電路（1）的檢測端與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的左端輸入/輸出口I/O相連；微電網側參數檢測電路（2）的左端輸入/輸出口I/O在微電網側母線S點與t時刻微電網側電源向量的正極相連，微電網側參數檢測電路（2）右端上側輸入/輸出口I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的左下端輸入/輸出口I/O相連，微電網側參數檢測電路（2）右端下側輸入/輸出口I/O與功角偏移計算電路計算（5）左端輸入/輸出口I/O相連；直流系統檢測控制電路（3）由電感L₁、電感L₂和直流電容C_d組成，電感L₁的正極與二極管整流電路（1）的直流輸出端的正極相連，電感L₁的負極與直流電容C_d的正極和電感L₂的正極相連；電感L₂的負極與IGBT開關電路（6）的左側正極相連，直流電容C_d的負極與二極管整流電路（1）的直流輸出端的負極和IGBT開關電路（6）的左側負極相連，電感L₁中的電流I_L1(t)、電感L₂中的電流I_L2(t)，直流電容C_d上的電壓V_d(t)被取出后送入智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）上端輸入/輸出口I/O；智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的左端輸入/輸出口I/O與二極管整流電路（1）的檢測端相連，實時檢測二極管的開關狀態及發熱程度，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的右上端輸入/輸出口I/O與IGBT開關PWM驅動電路（7）的左端輸入口相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的右下端輸入/輸出口I/O與輸電線路穩定類型判別電路（8）的左端輸入/輸出口I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的下端左側輸入/輸出口I/O與微電網側參數檢測電路（2）的右端輸入/輸出口I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的下端中間輸入/輸出口I/O與功角偏移計算電路（5）的上端輸入/輸出口I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的下端右側輸入/輸出口I/O與大電網側參數檢測電路（9）的左端輸入/輸出口I/O相連；智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）在t時刻計算P(t)，P(t-1)，ΔP(t)=P(t)-P(t-1)，P_b(t)，P_b(t-1)，ΔP_b(t)=P_b(t)-P_b(t-1)和Δα(t)=α(t)-α(t-1)，并做開關驅動決策；其中P(t)是t時刻微電網向大電網輸送的用于靜態穩定分析的有功功率，P(t-1)是t-1時刻微電網向大電網輸送的用于靜態穩定分析的有功功率，P_b(t)是t時刻微電網向大電網輸送的用于暫態穩定分析的有功功率，P_b(t-1)是t-1時刻微電網向大電網輸送的用于暫態穩定分析的有功功率，功角偏移α(t)是t時刻功角運行特性曲線在原始工作點δ(t)增大或減小而產生的功角偏移角度，功角偏移α(t-1)是t-1時刻功角運行特性曲線在原始工作點δ(t-1)增大或減小而產生的功角偏移角度；ΔP(t)是t時刻P(t)與t-1時刻P(t-1)之間的差值，ΔP_b(t)是t時刻P_b(t)與t-1時刻P_b(t-1)之間的差值，Δα(t)是t時刻α(t)與t-1時刻α(t-1)之間的差值，計算獲得的ΔP(t)、ΔP_b(t)、Δα(t)值被送入輸電線路穩定類型判別電路（8）中，根據ΔP(t)、ΔP_b(t)、Δα(t)值判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，決策控制IGBT開關電路（6）；功角偏移計算電路（5）的左端輸入/輸出口I/O與微電網側參數檢測電路（2）的右端輸出口相連，功角偏移計算電路（5）的上端輸入/輸出口I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的下端中間輸入/輸出口I/O相連，功角偏移計算電路（5）的右端輸入/輸出口I/O與大電網側參數檢測電路（9）的左端輸入/輸出口I/O相連；IGBT開關電路（6）的m點與串聯功角補償變壓器T₂原邊線圈T₂₁的正極相連，IGBT開關電路（6）的n點與串聯功角補償變壓器T₂原邊線圈T₂₁的負極相連，IGBT開關電路（6）的左側正極與直流系統檢測控制電路（3）中電感L₂的負極相連，IGBT開關電路（6）的左側負極與直流系統檢測控制電路（3）中直流電容C_d的負極和二極管整流電路（1）的直流輸出端的負極相連，IGBT開關電路（6）的下端輸入口與IGBT開關PWM驅動電路（7）的上端輸出口相連；以便在智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的開關驅動決策指令下根據輸電線路穩定類型判別電路（8）的判斷，在ΔP_b(t)和Δα(t)的控制下，對輸電線路進行暫態穩定功角補償，在ΔP(t)和Δα(t)的控制下，對輸電線路進行靜態穩定功角補償；IGBT開關PWM驅動電路（7）的上端輸出口與IGBT開關電路（6）的下端輸入口相連，IGBT開關PWM驅動電路（7）的左端輸入口與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的右端輸入/輸出口I/O相連，IGBT開關PWM驅動電路（7）的下端左側輸入口與輸電線路穩定類型判別電路（8）的上端左側輸出口連接，IGBT開關PWM驅動電路（7）的下端右側輸入口與輸電線路穩定類型判別電路（8）的上端右側輸出口相連；以便于根據由智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）傳輸的控制變量ΔP(t)，ΔP_b(t)，Δα(t)判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況；輸電線路穩定類型判別電路（8）的上端左側輸出口與IGBT開關PWM驅動電路（7）的下端左側輸入口相連，輸電線路穩定類型判別電路（8）的上端右側輸出口與IGBT開關PWM驅動電路（7）的下端右側輸入口相連，輸電線路穩定類型判別電路（8）的左端輸入/輸出口I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的右端輸入/輸出口I/O相連；以便于根據由智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）傳輸的控制變量ΔP(t)，ΔP_b(t)，Δα(t)判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，若輸電線路呈現暫態穩定問題，向IGBT開關PWM驅動電路（7）輸送控制變量ΔP_b(t)，Δα(t)，若輸電線路呈現靜態穩定問題，向IGBT開關PWM驅動電路（7）輸送控制變量ΔP(t)，Δα(t)；大電網側參數檢測電路（9）的左端下側輸入/輸出口I/O與功角偏移計算電路（5）的右端輸入/輸出口I/O相連，大電網側參數檢測電路（9）的左端上側輸入/輸出口I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路（4）的下端右側輸入/輸出口I/O相連，大電網側參數檢測電路（9）的上端輸入/輸出口I/O在大電網側母線r點與t時刻大電網側電源向量的正極和輸電線路電抗jX_L(t)的負極相連；輸電線路電抗jX_L(t)的正極與串聯功角補償變壓器T₂副邊線圈T₂₂的負極相連，串聯功角補償變壓器T₂副邊線圈T₂₂的正極在微電網側母線S點與微電網側降壓變壓器T₁原邊線圈T₁₁的正極、t時刻微電網側電源向量的正極和微電網側參數檢測電路（2）的左端輸入/輸出口I/O相連。