[發明專利]一種基于功率控制的電力彈簧應用系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201710644317.2
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107230983B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王青松;左武堅;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

一種基于功率控制的電力彈簧應用系統及其控制方法，所述電力彈簧應用系統包含傳統發電輸出電壓源v_G、線路電阻R₁、線路電感L₁、關鍵負載Z_C、非關鍵負載Z_NC、一個單相電力彈簧系統以及一個模擬新能源發電并網逆變器系統。本發明針對新能源發電輸出功率的不穩定引起的微電網電壓和功率波動問題，提出一種基于功率控制的電力彈簧應用系統及其控制技術，能夠將新能源發電電壓及其功率的波動轉移到電力彈簧裝置以及非關鍵負載上，從而保證關鍵負載上的電壓和功率的穩定。本發明實用價值高、易于推廣，在關鍵負載所在地，可以有效維持諸如此類關鍵負載電壓和功率的穩定，提高其電能質量。

技術領域

本發明涉及電力電子在電力系統中的應用領域，具體地說涉及一種基于功率控制的電力彈簧應用系統及其控制方法。

背景技術

當今世界，能源危機和環境污染問題日益突出，新能源的發展被各國紛紛提上了議程。因此，近些年來，新能源發電技術不斷進步，尤其風電產業更是突飛猛進。微電網是相對于大電網而言的，通過各種智能設備整合各種分布式發電資源以建立的一種新的發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。但是由于新能源的發電具有一定的隨機性和間接性，其輸出功率在實時地變化，這種變化一方面會在傳輸線路上引起一個電壓降落的變化，最終會引起負荷側母線電壓的變化，另一方面電能的供需平衡會被打破，造成母線電壓的頻率波動。這些問題的產生會對電能質量要求較高的關鍵負載（如醫院，信息中心等）造成巨大的影響。

針對此類問題，學者們已經提出各種方法來減輕新能源并網的負面影響以及改善電網的電能質量。為了解決新能源的電壓波動問題，一般采用靜止同步串聯補償器（StaticSynchronous Series Compensator，SSSC）和動態電壓存儲器（Dynamic Voltage Restore，DVR）注入一個補償電壓。但是這些裝置的成本昂貴并且需要復雜的保護策略。當下比較熱門的另一種方法是采用能量存儲系統（Energy Storage System，ESS），它可以有效地調節風力發電廠的功率波動問題。但是當輸出功率的波動十分巨大時，其所需要的ESS也將十分巨大。同時，其所使用的電池不僅含有有毒材料，而且可靠性低，維護成本高。本發明中的功率控制裝置能有效解決上述問題，當新能源的輸出功率在一定范圍內波動時，可以有效就地管控新能源發電輸出的不穩定功率，從而保證PCC點電壓和頻率的穩定，提高電能質量。

發明內容