[發明專利]一種補償變壓器與儲能模塊結合的電流-電壓補償系統

有效

• 申請號: 202010596496.9
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111668848B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 徐國卿;喬暢
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/32;H02J3/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

1.一種補償變壓器與儲能模塊結合的電流-電壓補償系統，其特征在于，包括：

多抽頭補償變壓器模塊，用于從電網取電，然后補償供電線路的電壓，使得線路末端電壓符合標準；

儲能模塊，與供電線路的三相相線和中性線連接，用于實現峰谷負荷調節；

控制模塊，與所述多抽頭補償變壓器模塊以及所述儲能模塊相連，所述控制模塊用于檢測供電線路的電壓電流信息并生成控制指令，并根據所述控制指令對所述多抽頭補償變壓器模塊以及所述儲能模塊進行控制；

所述多抽頭補償變壓器模塊包括：取電單元、采樣單元、第一控制單元和原邊多抽頭變壓器單元；

所述取電單元并聯于供電線路中，所述取電單元的輸出端接至所述原邊多抽頭變壓器單元及所述采樣單元，所述取電單元用于為所述原邊多抽頭變壓器單元提供能量來源，同時為所述采樣單元提供供電線路實時的電壓數據；

所述采樣單元用于實時檢測供電線路的各相電壓數據，并將各相電壓數據傳輸至所述第一控制單元；

所述第一控制單元與所述采樣單元、所述原邊多抽頭變壓器單元以及所述控制模塊連接，所述第一控制單元用于根據所述控制指令接收所述采樣單元輸出的各相電壓數據，并產生每個單相的指令信號并輸出至所述原邊多抽頭變壓器單元；

所述原邊多抽頭變壓器單元的輸入端與所述取電單元和所述第一控制單元連接，所述原邊多抽頭變壓器單元的輸出端與供電線路連接，所述原邊多抽頭變壓器單元用于根據所述指令信號調整工作狀態，實現補償電壓的正負補償效果和電壓閉環控制。

2.根據權利要求1所述的補償變壓器與儲能模塊結合的電流-電壓補償系統，其特征在于，所述取電單元包括取電變壓器，所述取電變壓器的輸出端與所述采樣單元以及所述原邊多抽頭變壓器單元連接。

3.根據權利要求1所述的補償變壓器與儲能模塊結合的電流-電壓補償系統，其特征在于，所述第一控制單元包括控制器以及驅動電路；所述控制器與所述采樣單元連接，用于根據所述控制指令接收所述采樣單元輸出的各相電壓數據，并產生每個單相的指令信號，并將所述指令信號發送至所述驅動電路，所述驅動電路分別與所述控制器以及所述原邊多抽頭變壓器單元連接，用于放大所述指令信號，并將放大后的指令信號發送至所述原邊多抽頭變壓器單元。

4.根據權利要求1所述的補償變壓器與儲能模塊結合的電流-電壓補償系統，其特征在于，所述原邊多抽頭變壓器單元包括多個原邊多抽頭變壓器和雙向開關，多個所述原邊多抽頭變壓器的二次側繞組串聯在三相相線線路中，多個所述原邊多抽頭變壓器的一次側繞組通過所述雙向開關與所述取電單元連接，所述原邊多抽頭變壓器根據所述第一控制單元的指令信號切換所述雙向開關的狀態，調整各所述原邊多抽頭變壓器的工作狀態，實現補償電壓的正負補償效果和電壓閉環控制。

5.根據權利要求1所述的補償變壓器與儲能模塊結合的電流-電壓補償系統，其特征在于，所述儲能模塊包括：AC/DC雙向變換器、儲能電池、功率變換及控制單元以及電抗器；

所述AC/DC雙向變換器的交流側經所述電抗器并聯至供電線路的三相相線與中性線之間，所述AC/DC雙向變換器的直流側與所述儲能電池連接，用于實現所述儲能模塊與供電線路之間能量的雙向流動；

所述功率變換及控制單元的輸出端與所述AC/DC雙向變換器和所述儲能電池相連，所述功率變換及控制單元的輸入端與所述控制模塊連接，根據所述控制模塊輸出的控制信號控制所述AC/DC雙向變換器和所述儲能電池在充電或放電工作模式下進行功率變換。

6.根據權利要求5所述的補償變壓器與儲能模塊結合的電流-電壓補償系統，其特征在于，當所述儲能模塊處于放電模式下，所述AC/DC雙向變換器工作在逆變器狀態，視為電流源，用于為所述多抽頭補償變壓器模塊提供補償所需電流；當所述儲能模塊處于充電模式下，所述AC/DC雙向變換器工作在整流器狀態，從電網中吸收能量，實現削峰填谷平衡負荷。

7.根據權利要求1所述的補償變壓器與儲能模塊結合的電流-電壓補償系統，其特征在于，所述控制模塊包括：電壓電流數據采集單元、新能源發電信息采集單元以及第二控制單元；

所述電壓電流數據采集單元的輸入端與電網以及所述多抽頭補償變壓器模塊相連，用于實時采集電網的電壓電流信息和所述多抽頭補償變壓器模塊的取電電流；

所述新能源發電信息采集單元與所述儲能模塊連接，用于采集所述儲能模塊的運行狀態信息，以及采集新能源發電信息；

所述第二控制單元的輸入端與所述電壓電流數據采集單元和所述新能源發電信息采集單元的輸出端相連，所述第二控制單元的輸出端與所述多抽頭補償變壓器模塊以及所述儲能模塊相連，用于對供電線路中的電壓電流信息和新能源發電信息進行分析，求解出當前線路所需的補償電流和新能源發電出力，將補償電流和新能源吸納作為設定信號輸出至所述儲能模塊以及所述多抽頭補償變壓器模塊。