[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

本發明提供一種高壓輸電線路用電設備的WPT系統電源裝置，包括：取能模塊，用于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能接收線圈；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直流電能；殼體，便于設置在高壓輸電線路上。該電磁學電源裝置使用方便，系統便捷、運行穩定、安全可靠，為智能電網在高電壓領域的發展提供幫助，同時也為WPT技術在能源互聯網領域拓展了應用空間。

技術領域

本發明涉及一種無線電能傳輸裝置，具體涉及一種高壓輸電線路用電設備的WPT系統電源裝置及其運行方法。

背景技術

無線供電是指通過非物理接觸的電能傳輸方式，是繼無線通訊、無線網絡之后的第三次無線革命，是一項具有基礎應用性意義的前沿科技，其跨產品應用范圍廣，有望推動全國乃至世界通信、電子、物聯網、新能源等產業的突破和創新。實現無線輸電的方法大致有兩種，一種是兩個線圈的電磁感應方法，另一種是將電能以激光或者微波的形式，發射到遠端的接收天線，然后通過整流、調制等處理后，作用于負載。

無線電能傳輸技術大致可分為三種：第一種為感應耦合式電能傳輸，它利用松耦合變壓器原理進行傳能，發射端與接收端一般存在降低回路磁阻的鐵心裝置。第二種為電磁耦合諧振式電能傳輸，通過高品質因數的諧振器上電感與分布式電容發生諧振傳輸能量。第三種為電磁輻射式電能傳輸，在該技術中電能被轉換為微波形式，傳輸距離超過數千米，可實現電能的遠程傳送。其中電磁耦合諧振技術利用非輻射電磁場近場區域完成電能傳輸，一方面較之電磁感應式傳能，在傳輸距離上有了很大的擴展；另一方面相比電磁輻射式傳能，近場區域能量具有非輻射的特點，該技術有較好的安全性，因此目前得到很大的關注和研究。

現有的高壓輸電線路用電設備供電技術轉化效率相對較低且受環境因素波動大。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明提出了一種高壓輸電線路用電設備的WPT系統電源裝置及其運行方法。

本發明提供一種高壓輸電線路用電設備的WPT系統電源裝置，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；

進一步，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。

進一步，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。

進一步，所述發射端電能變化裝置中的第一整流模塊，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；

所述接收端電能變化器中的第二整流模塊，將接收自電磁接收線圈的能量整流成恒定的直流電；