[發明專利]高壓輸電線路用電設備的WPT系統電源裝置及其運行方法

在審

• 申請號: 201611224407.8
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108242856A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 魏斌;王松岑;徐翀;高超
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網浙江省電力公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種高壓輸電線路用電設備的WPT系統電源裝置，其特征在于，該電源裝置包括：

取能模塊，利用電磁感應原理通過CT取電裝置從高壓側母線獲取交流電能；

發射端電能變化裝置，用于將獲取的交流電能轉換為高頻振蕩的電磁場，傳遞給電磁發射線圈；

電磁發射線圈，將接收自發射端電能變化裝置的能量，通過共振磁耦合將電能傳送至電磁接收線圈；

電磁接收線圈，通過共振磁耦合接收電磁發射線圈發射出的能量，并傳送至接收端電能變化裝置；

接收端電能變化裝置，將接收自電磁接收線圈的能量變換為恒定直流電。

2.如權利要求1所述的WPT系統電源裝置，其特征在于，所述發射端電能變化裝置包括第一整流模塊、濾波模塊、調壓模塊和大功率高頻模塊。

3.如權利要求1所述的WPT系統電源裝置，其特征在于，所述接收端電能變化裝置包括第二整流模塊、穩壓模塊、儲能模塊和在線監測模塊。

4.如權利要求2所述的WPT系統電源裝置，其特征在于，所述第一整流模塊，將從取能模塊輸出的交流電通過整流電路變為直流；

所述濾波模塊，采用LC低通濾波電路濾除第一整流模塊輸出電流的高次諧波；

所述調壓模塊，利用電壓串聯負反饋來穩定濾波模塊的輸出電壓，實現自動調節；

所述大功率高頻模塊，通過電容電感的諧振產生高頻振蕩的電磁場，傳遞給電磁發射線圈。

5.如權利要求3所述的WPT系統電源裝置，其特征在于，所述第二整流模塊，將接收自電磁接收線圈的能量整流成恒定的直流電；所述穩壓模塊，使第二整流模塊的輸出電壓恒定，得到穩定的直流電，為儲能模塊供電；

所述儲能模塊，將接收的電能進行存儲；

所述在線監測模塊，實時監測WPT系統電源裝置的電流和電壓是否在正常運行的范圍內方便實現及時的過壓過流保護。

6.如權利要求2所述的WPT系統電源裝置，其特征在于，所述大功率高頻模塊包括：高頻振蕩電路和功率放大電路；所述高頻振蕩電路用于產生高頻振蕩電流，所述功率放大電路用于放大電流。

7.如權利要求1所述的WPT系統電源裝置，其特征在于，所述電源裝置包括殼體，所述殼體為掛鎖式結構，所述掛鎖是結構上部為鉗型結構，下部為矩形殼體；所述鉗型結構設有折線式鉗口，所述矩形殼體的底端設有透氣孔，所述透氣孔方便工作過程中各模塊電路的散熱。

8.如權利要求7所述的WPT系統電源裝置，其特征在于，所述取能模塊設于鉗型結構內；所述發射端電能變化裝置、電磁發射線圈、電磁接收線圈和接收端電能變化裝置設于所述矩形殼體內；

所述電源裝置通過所述鉗型結構掛設在高壓輸電線路上，將鉗口緊密閉合形成環形閉合磁路，實現高壓側的取能輸出。

9.一種高壓輸電線路用電設備的WPT系統電源運行方法，其特征在于，所述運行方法包括：

取能模塊利用電磁感應原理從高壓側母線獲取交流電能，將獲取的交流電能傳送至發射端電能變化裝置；

所述發射端電能變化裝置將獲取的交流電能轉換為高頻振蕩的電磁場，傳遞給電磁發射線圈；

所述電磁發射線圈將接收自發射端電能變化裝置的能量，通過共振磁耦合將電能傳送至電磁接收線圈；

所述電磁接收線圈通過共振磁耦合接收電磁發射線圈發射出的能量，并傳送至接收端電能變化裝置；

所述接收端電能變化裝置將接收自電磁接收線圈的能量變換為恒定直流電。

10.如權利要求9所述的WPT系統電源運行方法，其特征在于，所述發射端電能變化裝置將獲取的交流電能轉換為高頻振蕩的電磁場包括：

第一整流模塊將交流電變為直流電，將所述直流電傳送至濾波模塊；所述濾波模塊采用LC低通濾波電路濾除所述直流電的高次諧波，調壓模塊利用電壓串聯負反饋來穩定濾波模塊的輸出電壓，實現自動調節；大功率高頻模塊將濾波后的直流電通過電容電感的諧振產生高頻振蕩的電磁場，傳遞給電磁發射線圈。

11.如權利要求9所述的WPT系統電源運行方法，其特征在于，所述接收端電能變化裝置將接收自電磁接收線圈的能量變換為恒定直流電包括：

第二整流模塊將接收自電磁接收線圈的能量重新整流成恒定的直流電，為儲能模塊供電，穩壓模塊使整流模塊的輸出電壓恒定，得到穩定的直流電；儲能模塊將接收的能量進行存儲；在線監測模塊實時監測WPT系統電源裝置的電流和電壓是否在正常運行的范圍內方便實現及時的過壓過流保護。