[發(fā)明專利]基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的前饋型電壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410065509.4
• 申請(qǐng)日: 2014-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103812116A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)杰;江秀臣;馮琳;汪可友;韓蓓;杭麗君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/12
• 分類號(hào): 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能質(zhì)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的前饋型電壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)電能質(zhì)量水平的要求很高，電能質(zhì)量問(wèn)題不僅會(huì)給工業(yè)界帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，如停工和再啟動(dòng)導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，損壞反應(yīng)靈敏設(shè)備，報(bào)廢半成品，降低產(chǎn)品質(zhì)量，造成營(yíng)銷困難而損害公司形象及和用戶的良好商業(yè)關(guān)系等，而且也會(huì)給醫(yī)療等重要用電部門(mén)的設(shè)備帶來(lái)危害，引起嚴(yán)重的生產(chǎn)和運(yùn)行事故，美國(guó)電力研究院(EPRI)研究顯示,電能質(zhì)量問(wèn)題每年導(dǎo)致美國(guó)工業(yè)在數(shù)據(jù)，材料和生產(chǎn)力上的損失達(dá)300億美元(Electric?Power?Research?Institute,1999)；日本等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)電能質(zhì)量要求也很高。隨著我國(guó)高科技工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)電能質(zhì)量水平的要求越來(lái)越高，電壓驟降（陷落、跌落）是其中的主要問(wèn)題，電壓陷落不僅會(huì)引起電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量問(wèn)題，也會(huì)危及用電設(shè)備的安全工作，電力系統(tǒng)故障，大型電機(jī)啟動(dòng)，支路電路短路等都會(huì)引起電壓陷落，雖然電壓陷落時(shí)間短，但是它會(huì)引起工業(yè)過(guò)程的中斷或停工，而所引起工業(yè)過(guò)程的停工期間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電壓陷落事故的本身時(shí)間，因此所造成的損失很大。

傳統(tǒng)的方法，如電壓調(diào)節(jié)器并不能解決這些問(wèn)題，而不間斷電源UPS裝置雖能解決這些問(wèn)題，但是其成本和運(yùn)行費(fèi)用都極其昂貴，為了解決上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外對(duì)動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器開(kāi)展了研究。相比于UPS，動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器能有效解決電壓陷落的問(wèn)題。但是，儲(chǔ)能問(wèn)題也一直困擾著動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器的問(wèn)題，雖然有人提出最小能量注入法等先進(jìn)的方法，但是額外的儲(chǔ)能始終影響其進(jìn)一步推廣、發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的前饋型電壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，它充分利用了太陽(yáng)能，電網(wǎng)正常時(shí)，它利用綠色的太陽(yáng)能，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，供給電網(wǎng)；當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)故障時(shí)，它輸出相應(yīng)的電壓量，補(bǔ)償電網(wǎng)電壓的差值，確保負(fù)載電壓不變化，因而保護(hù)了負(fù)載。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的前饋型電壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，特點(diǎn)在于構(gòu)成包括：控制器、直流升壓?jiǎn)卧橋逆變單元、串聯(lián)變壓器、直流電壓傳感器、直流電流傳感器、交流電壓互感器、并網(wǎng)逆變器；

上述部件的連接關(guān)系如下：

所述的控制器的直流升壓控制端與直流升壓?jiǎn)卧鄳?yīng)的控制端相連，所述的控制器的H橋逆變控制端與所述的H橋逆變單元相應(yīng)的控制端相連，所述的控制器的并網(wǎng)逆變控制端與所述的并網(wǎng)逆變器相應(yīng)的控制端相連；所述的控制器的直流電壓輸入端與所述直流電壓傳感器的輸出端相連，所述的控制器的直流電流輸入端與所述直流電流傳感器的輸出端相連，所述的控制器的交流電流輸入端與所述交流電壓互感器的輸出端相連；

所述的直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏斎攵伺c光伏電池板的輸出端相連，所述的直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆伺c所述的H橋逆變單元的直流母線端及并網(wǎng)逆變器的直流母線端相連；

所述的H橋逆變單元的交流輸出端與所述的串聯(lián)變壓器的初級(jí)線圈的兩端相連；所述的串聯(lián)變壓器的次級(jí)線圈串接在電網(wǎng)的輸電線中，分別與電網(wǎng)的供電端和負(fù)載端相連；

所述的并網(wǎng)逆變器的交流輸出端與電網(wǎng)公共點(diǎn)電壓相并連；

所述的直流電壓傳感器的輸入端與所述直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆讼噙B；

所述的直流電流傳感器的輸入端串接于所述直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆耍?/p>

所述的交流電壓互感器的輸入端與電網(wǎng)公共點(diǎn)電壓相連。

所述的控制器由中央處理單元實(shí)現(xiàn)，其核心是數(shù)字信號(hào)處理器、單片機(jī)或計(jì)算機(jī)。

一種利用所述的基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的前饋型電壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ涮攸c(diǎn)在于，包括下列具體步驟：

1）控制器測(cè)量交流供電電壓U_S、直流升壓?jiǎn)卧敵龅闹绷麟妷篣_PV與直流電流I_PV；

2）計(jì)算直流升壓?jiǎn)卧敵鲇泄β蔖_PV：P_PV＝U_PV×I_PV；

3）直流升壓?jiǎn)卧M(jìn)行光伏發(fā)電的最大功率跟蹤控制：

光伏發(fā)電最大功率跟蹤：判斷本次直流升壓?jiǎn)卧敵鲇泄β蔖_PV是否大于上次輸出值，若是則繼續(xù)增大占空比；否則，維持占空比不變；

4）設(shè)U_S0為電網(wǎng)正常時(shí)交流供電電壓值：