[發明專利]一種混合儲能的配電網動態電壓恢復器及其運行模式

有效

• 申請號: 202011289350.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112448395B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 趙興勇;胡博;宋麗
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/28;H02J3/32;H02J7/34;H02J3/38;H02J7/35
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

1.一種混合儲能的配電網動態電壓恢復器的運行方法，其特征在于，所述運行方法包括混合儲能裝置初始化充電模式、電壓暫降補償模式、電網電壓正常時動態電壓恢復器工作模式以及電網電壓中斷時動態電壓恢復器工作模式；

所述混合儲能裝置初始化充電模式為：動態電壓恢復器初始化時，若光照充足，則由光伏系統向混合儲能裝置充電，光伏系統首先向超級電容器充電，當超級電容器的端電壓上升到蓄電池額定端電壓時，蓄電池開始接受充電電流；若光照不足，則由配電網通過整流器向混合儲能裝置充電，充電完畢后蓄電池與超級電容器并聯開關K7斷開；

所述電壓暫降補償模式為：當檢測到微電網或配電網發生電壓暫降時，將旁路開關K2斷開使動態電壓恢復器接入，此時電壓暫降的補償控制策略包括前饋控制和反饋控制部分，前饋部分采用配電網電壓作為前饋信號，與額定參考電壓比較得到的差值為需要補償的電壓，反饋控制部分得到需要補償的電壓后，與逆變單元實際輸出的電壓作差，經PI調節后作為逆變單元的輸出電流參考值，再經過電流環控制逆變單元的實際輸出電流，從而達到補償電壓的作用；

發生電壓暫降時，首先由超級電容器釋放能量向逆變單元供電，如果超級電容器能夠完全恢復電壓至額定值，則僅由超級電容器供電，并聯開關K7保持斷開；若電壓暫降嚴重導致僅由超級電容器供電不能使敏感負載電壓完全恢復，則閉合并聯開關K7，蓄電池切入向逆變單元供電，同時向超級電容器充電，但此時主要敏感負載電流仍由超級電容器提供，若蓄電池放電深度為70%仍不能完全補償敏感負載電壓，則停止由混合儲能裝置提供補償電壓，并將敏感負載切除；

所述電網電壓正常時動態電壓恢復器工作模式為：當電網電壓正常時，如果光照充足，滿足敏感負載要求，則光伏系統配合微電網為敏感負載供電，將配電網與微電網連接開關K1斷開，接地開關K3閉合，此時微電網中的各逆變型DG，連同作為微電源的動態電壓恢復器，進入孤網運行狀態，此時光伏系統一方面給混合儲能裝置充電，一方面通過一號DC/DC變換器，逆變單元和濾波器將電能輸送給敏感負載；如需進入微電網與配電網并網運行狀態，閉合功率半導體開關K1、斷開接地開關K3即可；動態電壓恢復器作為微電源與微電網一同并網運行或者孤網運行時，采用與其他DG相配合的下垂控制策略；

所述電網電壓中斷時動態電壓恢復器工作模式為：在微電網電壓正常狀態下，當動態電壓恢復器所接光伏系統所受光照充足時，由光伏系統作為微電源配合微電網協同給敏感負載供電，光伏系統一方面通過一號DC/DC變換器和逆變器給敏感負載供電，另一方面給蓄電池和超級電容器充電，當檢測到微電網電壓中斷時，動態電壓恢復器作為不間斷電源為敏感負載供電；在光照不足時，由配電網和微電網向敏感負載供電，同時配電網通過整流器給混合儲能裝置充電，當檢測到配電網或微電網供電中斷時，混合儲能裝置通過逆變單元為敏感負載供電，供電中斷時動態電壓恢復器采用所述電壓暫降的補償控制策略；

所述動態電壓恢復器接入配電網與微電網互聯系統為敏感負載供電，包括光伏系統、一號DC-DC變換器、混合儲能裝置、二號DC-DC變換器、逆變單元、濾波器、整流器、變壓器T、功率半導體開關K1、旁路開關K2、接地開關K3、連接開關K4、K5、K6以及并聯開關K7；

所述光伏系統與一號DC-DC變換器連接，一號DC-DC變換器輸出端通過連接開關K6連接到混合儲能裝置和二號DC-DC變換器，二號DC-DC變換器的輸出端串聯有逆變單元、濾波器、變壓器T，所述變壓器T與旁路開關K2并聯；所述配電網的輸出端通過功率半導體開關K1、旁路開關K2連接到微電網和敏感負載，功率半導體開關K1和旁路開關K2之間設置接地開關K3，配電網和功率半導體開關K1之間接入整流器，整流器的輸出端接有連接開關K4、K5，整流器通過連接開關K4連接儲能裝置中的蓄電池、通過連接開關K5連接儲能裝置中的超級電容器；

所述混合儲能裝置包括蓄電池和超級電容器，所述蓄電池和超級電容器之間設有并聯開關K7。