[發(fā)明專利]功率質(zhì)量控制

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310568399.9
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103825278B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P.T.B.維杰庫恩;A.帕諾斯延;M.R.沙
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜甜;湯春龍

本發(fā)明名稱為“功率質(zhì)量控制”。一種集成功率質(zhì)量控制系統(tǒng)（60）包括變壓器（62），變壓器（62）具有繞在磁芯（158）上的初級繞組（64）、次級繞組（66、74）和補(bǔ)償繞組（68、75）。該系統(tǒng)中的功率電子變流器（78）向補(bǔ)償繞組提供參考電壓以用于在變壓器的次級繞組中注入串聯(lián)電壓。利用控制器（80）以基于功率質(zhì)量控制需求為功率電子變流器生成參考電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

系統(tǒng)的實(shí)施例一般涉及電力網(wǎng)，更確切地來說涉及配電網(wǎng)絡(luò)中的功率質(zhì)量。

背景技術(shù)

電功率系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括如發(fā)電機(jī)、變壓器和實(shí)時監(jiān)視設(shè)備的多種硬件元件，以及如功率流分析軟件、故障檢測軟件、和用于發(fā)電、輸電和配電的恢復(fù)軟件的軟件。

隨著分布式發(fā)電的增長，將分布式發(fā)電機(jī)集成到現(xiàn)有功率系統(tǒng)帶來了如電壓調(diào)整、穩(wěn)定性和功率質(zhì)量問題的技術(shù)挑戰(zhàn)。功率質(zhì)量是以消費(fèi)者為重心的基本度量，并且很大程度地受到配電和傳輸網(wǎng)絡(luò)操作的影響。

一般來說，功率系統(tǒng)運(yùn)營商通過將負(fù)載總線電壓保持在其允許極限內(nèi)來確保供給到消費(fèi)者的功率的質(zhì)量。對系統(tǒng)配置的任何改變或功率需求中的任何改變可能導(dǎo)致系統(tǒng)中更高或更低的電壓。在一些情況中，可以通過再分配系統(tǒng)中產(chǎn)生的無功功率，如通過調(diào)整變壓器抽頭和切換伏安無功（VAR）源（如電容器組）來改善電壓電平的可變性。另一個選擇是使用串聯(lián)變壓器來調(diào)整饋路電壓。但是，變壓器抽頭對每年開關(guān)次數(shù)有限制，并且對于頻繁電壓變化不是令人滿意的解決方案。再者，電容器組和串聯(lián)變壓器往往需要單獨(dú)安裝，并且對于較低電抗電阻（X/R）比可能不夠有效。再者，串聯(lián)變壓器需要斷開饋線來進(jìn)行安裝。

出于這些和其他原因，需要改進(jìn)的功率質(zhì)量控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種集成功率質(zhì)量控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括變壓器，該變壓器包括繞在磁芯上的初級繞組、至少一個次級繞組和至少一個補(bǔ)償繞組。該系統(tǒng)還包括功率電子轉(zhuǎn)換器和控制器，該功率電子變流器向補(bǔ)償繞組提供參考電壓以在次級繞組中注入串聯(lián)電壓，該控制器基于功率質(zhì)量控制需求為功率電子變流器生成參考電壓。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，提供一種控制至負(fù)載的功率的方法。該方法包括提供變壓器，該變壓器包括繞在磁芯上的初級繞組、至少一個次級繞組和至少一個補(bǔ)償繞組，并且基于功率質(zhì)量控制需求為功率電子變流器生成參考電壓。該方法還包括利用功率電子變流器在補(bǔ)償繞組兩端提供參考電壓以便在次級繞組中注入串聯(lián)電壓。

附圖說明

當(dāng)參考附圖閱讀下文詳細(xì)描述時，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中相似的符號表示相似的部件，其中：

圖1a是配電系統(tǒng)的單線圖；

圖1b圖示基于與配電站的距離的電壓降的影響；

圖2是柱式配電變壓器的示意圖表示；

圖3是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的集成功率質(zhì)量控制系統(tǒng)的示意圖表示；

圖4a和圖4b是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的、圖3的功率電子變流器中采用的兩個示范單相變流器的示意圖表示；

圖5是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的用于功率電子變流器的控制器的框圖表示；

圖6是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的集成功率質(zhì)量控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例的示意圖表示；

圖7是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的集成功率質(zhì)量控制系統(tǒng)的另一個實(shí)施例的示意圖；

圖8是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的集成功率質(zhì)量控制系統(tǒng)的又一個實(shí)施例的示意圖表示；以及

圖9是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的三相集成功率質(zhì)量控制系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖表示。

具體實(shí)施方式