[發明專利]基于風光電互補的前饋型電壓串聯補償裝置

無效

• 申請號: 201410065315.4
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103812115A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 李國杰;江秀臣;汪可友;馮琳;韓蓓;杭麗君
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/38
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種基于風光電互補的前饋型電壓串聯補償裝置，特征在于構成包括：控制器（1）、整流單元（2）、H橋逆變單元（3）、串聯變壓器（4）、風電直流電壓傳感器（5）、風電直流電流傳感器（6）、交流電壓互感器（7）、直流升壓單元（8）、光電直流電壓傳感器（9）、光電直流電流傳感器（10）、并網逆變器（11）；

上述部件的連接關系如下：

所述的控制器（1）的整流控制端與所述的整流單元（2）相應的控制端相連，所述的控制器（1）的H橋逆變控制端與所述的H橋逆變單元（3）相應的控制端相連，所述的控制器（1）的直流升壓控制端與所述的直流升壓單元（8）相應的控制端相連；所述的控制器（1）的轉子轉速、轉子角度輸入信號輸入端與同步發電機的測速碼盤輸出端相連，所述的控制器（1）的光電直流電壓輸入端與所述光電直流電壓傳感器（9）的輸出端相連，所述的控制器（1）的光電直流電流輸入端與所述光電直流電流傳感器（10）的輸出端相連，所述的控制器（1）的并網逆變控制端與所述的并網逆變器（11）的控制端相連；

所述的整流單元（2）的交流輸入端與所述的同步發電機的輸出端相連，該整流單元（2）的直流輸出端與所述的直流升壓單元（8）的直流輸出端相連；所述的整流單元（2）的直流輸出端與直流升壓單元（8）的直流輸出端相連后與所述的H橋逆變單元（3）的直流母線端相連，H橋逆變單元（3）的交流輸出端與所述的串聯變壓器（4）的初級線圈的兩端相連；

所述的串聯變壓器（4）的次級線圈串接在電網的輸電線中，分別與電網的供電端和負載端相連；

所述的風電直流電壓傳感器（5）的輸入端與所述整流單元（2）的直流輸出端相連，所述的風電直流電壓傳感器（5）的輸出端與所述控制器（1）相應的風電直流電壓輸入端相連；

所述的風電直流電流傳感器（6）的輸入端串接于所述整流單元（2）的直流輸出端，所述的風電直流電流傳感器（6）的輸出端與所述控制器（1）相應的風電直流電流輸入端相連；

所述的交流電壓互感器（7）的輸入端與電網公共點電壓相連，所述的交流電壓互感器（7）的輸出端與所述控制器（1）的交流電壓輸入端相連；

所述的直流升壓單元（8）的直流輸入端與光伏電池板的輸出端相連；

所述的光電直流電壓傳感器（9）的輸入端與所述直流升壓單元（8）的直流輸出端相連，其輸出端與所述控制器（1）相應的光電直流電壓輸入端相連；

所述的光電直流電流傳感器（10）的輸入端串接于所述直流升壓單元（8）的直流輸出端，其輸出端與所述控制器（1）相應的光電直流電流輸入端相連；

所述的并網逆變器（11）的直流母線端與所述H橋逆變單元（3）的直流母線端相連，所述的并網逆變器（11）的交流輸出端與電網公共點電壓相并連，該并網逆變器（11）的控制端與所述控制器（1）相應的并網逆變器輸出端相連。

2.根據權利要求1所述的基于風光電互補的前饋型電壓串聯補償裝置，其特征在于所述的控制器（1）由中央處理單元實現，其核心是數字信號處理器、單片機或計算機。

3.利用權利要求1所述的基于風光電互補的前饋型電壓串聯補償裝置進行串聯補償的方法，其特征在于該方法包括下列具體步驟：

1）控制器（1）測量交流供電電壓U_S、整流單元（2）輸出的直流電壓U_w與直流電流I_w、直流升壓單元（8）輸出的直流電壓U_PV與直流電流I_PV、同步發電機轉速與轉子角度；

2）計算整流單元（2）的輸出有功功率P_w：P_w=U_w×I_w；

3)計算直流升壓單元（8）的輸出有功功率P_PV：P_PV=U_PV×I_PV；

4）所述的控制器（1）控制整流單元（2）與直流升壓單元（8）進行風光電互補輸出：

風能最大功率跟蹤：判斷本次整流單元（2）輸出的有功功率P_w是否大于上次輸出值，若是，則繼續增大同步發電機轉速；否則，維持同步發電機轉速不變；

太陽能最大功率跟蹤：判斷本次直流升壓單元（8）輸出的有功功率P_PV是否大于上次輸出值，若是，則繼續增大占空比；否則，維持占空比不變；

5）設U_S0為電網正常時交流供電電壓值：

若電網正常，即交流供電電壓U_S等于或高于正常電壓U_S0的90%時，則控制H橋逆變單元（3）輸出電壓為零，使得串聯變壓器（4）注入供電交流線路的電壓為零，且控制并網逆變器（11）將風電、光電注入電網，反饋給電網；

若電網故障，即交流供電電壓U_S低于正常電壓U_S0的90%時，則控制H橋逆變單元（3），使通過所述的串聯變壓器（₄）輸出的電壓滿足：U_j=(U_S0-U_S)，多余的風電、光電通過控制并網逆變器（11）向電網注入功率，若風電、光電不夠，則通過并網逆變器（11）向直流母線注入功率，從而維持直流母線電壓穩定。