[發(fā)明專利]隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710513614.3
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN109217333A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅文廣;蘇亮亮;孫璐;黃超;吳奕;付如愿
• 申請（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張杰

本發(fā)明公開了一種隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)以及其控制方法。隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)包括全控型變流器、全控型功率轉(zhuǎn)換器和第二儲能單元。全控型變流器的輸出端連接于直流母線上，用于向負(fù)載提供所需功率的平均穩(wěn)態(tài)功率分量。全控型功率轉(zhuǎn)換器的輸出端與直流母線連接，用于向負(fù)載提供所需功率的動態(tài)脈動功率分量。第二儲能單元，用于向全控型功率轉(zhuǎn)換器提供電量。本發(fā)明采取將全控型變流器和全控型功率轉(zhuǎn)換器并聯(lián)供電方式，減小了電網(wǎng)上的網(wǎng)壓和頻率波動幅度，避免出現(xiàn)電網(wǎng)電壓跌落、暫降或并網(wǎng)失敗等電能質(zhì)量問題，提高網(wǎng)側(cè)的電能質(zhì)量延長了設(shè)備的使用壽命，實現(xiàn)了系統(tǒng)長期連續(xù)穩(wěn)定的運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

隨機脈沖型負(fù)載(如雷達(dá)、海浪、潮汐等)所需的功率一般為脈動型功率，一般將其接于大電網(wǎng)中，通過大容量強電網(wǎng)來承受脈動型的功率。然而將隨機脈沖型負(fù)載接于大電網(wǎng)中會出現(xiàn)一定的的電網(wǎng)頻率和幅值的波動的問題。但將隨機脈沖型負(fù)載接于弱電網(wǎng)中則會出現(xiàn)劇烈的功率波動，長期運行影響供電電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

隨機脈沖型負(fù)載通常多采用直流供電制式，傳統(tǒng)的供電方案是基于二極管不控整流方式提供直流電。然而隨機脈沖型負(fù)載的脈動功率會引起中間直流母線電壓的劇烈抖動，從而影響重要負(fù)載的正常運行，縮減設(shè)備的使用壽命，無法滿足系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)要求，同時還會引起前端電網(wǎng)輸入側(cè)功率的波動震蕩，進(jìn)而出現(xiàn)電網(wǎng)電壓跌落、暫降或并網(wǎng)失敗等電能質(zhì)量問題，并影響前端供電電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和發(fā)電機的性能、壽命等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是隨機脈沖型負(fù)載通過傳統(tǒng)的供電方式接入弱電網(wǎng)時，會引起中間直流母線電壓的劇烈抖動，從而影響重要負(fù)載的正常運行，縮減設(shè)備的使用壽命；同時還引起電網(wǎng)側(cè)輸入側(cè)功率的波動震蕩，導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)電壓跌落、暫降或并網(wǎng)失敗等電能質(zhì)量問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)及其控制方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)，其包括：

全控型變流器，其輸出端連接于直流母線上，用于向所述負(fù)載提供所需功率的平均穩(wěn)態(tài)功率分量；

全控型功率轉(zhuǎn)換器，其輸出端與所述直流母線連接，用于向所述負(fù)載提供所需功率的動態(tài)脈動功率分量；以及

第二儲能單元，用于向所述全控型功率轉(zhuǎn)換器提供電量。

優(yōu)選地，所述全控型功率轉(zhuǎn)換器還用于控制對所述第二儲能單元的充電。

優(yōu)選地，所述全控型變流器為PWM變流器，所述全控型功率轉(zhuǎn)換器為DC/DC轉(zhuǎn)換器。

優(yōu)選地，隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)還包括：

第一儲能單元，其連接在所述全控型變流器和所述負(fù)載之間，用于維持供電系統(tǒng)中電壓的穩(wěn)定。

優(yōu)選地，所述第二儲能單元還用于分擔(dān)所述第一儲能單元上的動態(tài)脈動功率分量。

優(yōu)選地，隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)還包括：

濾波器，用于濾除供電系統(tǒng)中的諧波。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種上述隨機脈沖負(fù)載的供電系統(tǒng)的控制方法，包括：

采集步驟，采集所述負(fù)載的所需功率，并根據(jù)所述負(fù)載的所需功率得到平均穩(wěn)態(tài)功率分量和動態(tài)脈動功率分量；

第一控制步驟，全控型變流器對電網(wǎng)提供的輸入功率與所述平均穩(wěn)態(tài)功率進(jìn)行實時對比，并根據(jù)對比結(jié)果限制所述負(fù)載從電網(wǎng)吸收的功率，以使所述輸入功率與所述平均穩(wěn)態(tài)功率達(dá)到平衡，從而向所述負(fù)載提供所述平均穩(wěn)態(tài)功率；