[實用新型]一種基于光儲技術的新型多功能故障限流系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN203911465U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 郭成;魏承志;李勝男;姜飛;涂春鳴;帥智康;徐志;邢超
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院;云南電網(wǎng)公司技術分公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02J3/32;H02J7/35
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本實用新型屬于電力與新能源技術領域，涉及一種基于光儲技術的新型多功能故障限流系統(tǒng)。

背景技術

隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展與系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，系統(tǒng)的短路容量隨之增加，導致故障情況下短路電流增大，對一次設備容量的要求越來越高。然而，一次側設備制造技術卻沒有取得令人欣喜的成果，致使這兩者之間的矛盾不斷突顯。同時隨著各種非線性、沖擊性和不平衡負載不斷接入電網(wǎng)，引起電網(wǎng)電流、電壓波形發(fā)生畸變，造成電網(wǎng)電壓跌落等電壓質量問題，并由此給電力系統(tǒng)以及用戶造成了大量的經(jīng)濟損失。

現(xiàn)有的比較成熟的限流技術方案主要是在母線上串聯(lián)電抗器或在線路上增加斷流設備。母線串聯(lián)電抗僅能實現(xiàn)故障限流的功能，由于長期串接在電網(wǎng)內(nèi)，耗費大量功率，并且串聯(lián)電抗的選取不能太大，導致限流效果不佳，同時也不能解決電壓質量問題對電網(wǎng)及用戶的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術問題，本實用新型公開了一種基于光儲技術的新型多功能故障限流系統(tǒng)，不但能實現(xiàn)電網(wǎng)短路限流功能，而且能解決電壓暫升、暫降及三相不平衡問題等電能質量問題。

本實用新型的技術方案如下：

一種基于光儲技術的新型多功能故障限流系統(tǒng)，本實用新型特征在于，將故障限流系統(tǒng)連接PWM變流器，而PWM變流器又分別連接光伏發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池儲能系統(tǒng)；其中故障限流系統(tǒng)由串聯(lián)變壓器，雙向可控硅和電抗電容濾波器組成；光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏陣列和boost升壓電路組成；蓄電池儲能系統(tǒng)由蓄電池組和buck/boost充放電電路組成；PWM變流器由三相H全控橋組成。

本實用新型所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的boost升壓電路直流母線、蓄電池儲能系統(tǒng)buck/boost充放電電路直流母線與PWM變流器直流母線采用并聯(lián)形式連接。

本實用新型所述并聯(lián)形式連接的直流母線，其儲能平波電容采用電容串并聯(lián)連接實現(xiàn)，且電容采用電阻均壓。

本實用新型所述故障限流系統(tǒng)串聯(lián)變壓器二次側采用星形接法，且星形中點連接到直流母線電容中點。

本實用新型所述的基于光儲技術的新型多功能故障限流系統(tǒng)的控制方法，控制步驟如下：

<1>檢測光伏列陣的輸出電壓U_pv和輸出電流I_PV,計算MPPT控制器的輸出電壓參考值與光伏陣列實際值U_pv的偏差，經(jīng)過PI調節(jié)器控制后進行調制，得到boost電路的開關信號，從而控制光伏列陣的輸出電壓U_pv實現(xiàn)MPPT跟蹤；

<2>計算光伏列陣的輸出功率P_pv和輸入到PWM變流器功率P_in，當P_pv>P_in時，蓄電池工作再充電模式，k＝1；當P_pv<P_in時，蓄電池工作在放電模式，k＝-1；

<3>直流側電壓穩(wěn)定標準值與實際值之差采用PI控制調節(jié)，調節(jié)后的指令作為電流指令，實際電流為I_bat，指令電流與kI_bat之差采用PI控制調節(jié)，經(jīng)過調制后得到buck/boost充放電電路的開關信號；

<4>捕獲電壓相位，生成所需要補償?shù)降母飨嚯妷旱臉藴手噶?，根?jù)標準指令與實際電壓的數(shù)值計算電壓波動補償指令；電壓波動補償指令與輸出電壓相減，經(jīng)過定頻滯環(huán)比較器后得到該相橋臂的PWM信號；

<5>依據(jù)線路電流判斷電網(wǎng)短路故障情況，當短路電流超過動作值時形成兩路信號：一路信號作為閉鎖信號將故障相PWM變流器功率器件IGBT封鎖；一路信號作為雙向可控硅的導通控制信號，將故障相雙向可控硅導通；

<6>當短路故障消除后，先去除雙向可控硅的導通信號，待可控硅關斷后，恢復故障相變流器的控制，去除其閉鎖信號。

本實用新型的有益效果：本實用新型提供的基于光儲技術的新型多功故障限流系統(tǒng)，其可以迅速抑制系統(tǒng)不同類型短路故障下的短路電流，保護電力系統(tǒng)與用戶負荷的設備；限流系統(tǒng)可補償電壓抬升、跌落和三相電壓不平衡，提高電力系統(tǒng)供電可靠性、穩(wěn)定性，提高用戶側的供電電壓質量；通過光儲技術提供限流系統(tǒng)的直流側電源，在電壓補償時將轉化后的太陽能能量送入電網(wǎng)，充分利用了清潔能源。本實用新型提供的基于光儲技術的新型多功故障限流系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)限流系統(tǒng)功能單一、利用率低下的缺點，在新能源利用與故障限流、電壓質量補償領域具有良好的發(fā)展前景。

附圖說明