[發(fā)明專(zhuān)利]一種混合儲(chǔ)能的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器及其運(yùn)行模式

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011289350.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112448395B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙興勇;胡博;宋麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/12
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/12;H02J3/28;H02J3/32;H02J7/34;H02J3/38;H02J7/35
• 代理公司: 太原申立德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

本發(fā)明屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合儲(chǔ)能的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器及其運(yùn)行模式。所述混合儲(chǔ)能的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器接入配電網(wǎng)與微電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)為敏感負(fù)載供電，包括光伏系統(tǒng)、一號(hào)DC?DC變換器、混合儲(chǔ)能裝置、二號(hào)DC?DC變換器、逆變單元、濾波器、整流器、變壓器T、功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)K1、旁路開(kāi)關(guān)K2、接地開(kāi)關(guān)K3、連接開(kāi)關(guān)K4、K5、K6以及并聯(lián)開(kāi)關(guān)K7；所述混合儲(chǔ)能的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的運(yùn)行模式包括混合儲(chǔ)能裝置初始化充電模式、電壓暫降補(bǔ)償模式、電網(wǎng)電壓正常時(shí)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器工作模式以及電壓中斷時(shí)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器工作模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合儲(chǔ)能的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器及其運(yùn)行模式。

背景技術(shù)

電壓暫降是指供電電壓方均根值在短時(shí)間內(nèi)突然下降的事件，其典型持續(xù)時(shí)間為0.5～30周波，會(huì)嚴(yán)重影響電壓敏感負(fù)荷的正常工作。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)是一種電壓源型電力電子補(bǔ)償裝置，能在系統(tǒng)電壓質(zhì)量低于一定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候從儲(chǔ)能裝置汲取電能，通過(guò)逆變單元供給重要負(fù)荷，在ms級(jí)內(nèi)將跌落的電壓補(bǔ)償?shù)筋~定電壓值，能有效地解決電壓暫降問(wèn)題。其良好的動(dòng)態(tài)性能和容量上的相對(duì)優(yōu)勢(shì)使得它成為治理電壓暫降問(wèn)題的經(jīng)濟(jì)、有效手段。但傳統(tǒng)DVR也存在補(bǔ)償能力不足，設(shè)備利用率低等缺陷，因此需要對(duì)其儲(chǔ)能系統(tǒng)和運(yùn)行模式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

在配電網(wǎng)電壓暫降程度較深時(shí)，由于傳統(tǒng)DVR儲(chǔ)能裝置容量限制，對(duì)電壓暫降補(bǔ)償能力不足；當(dāng)以單一的蓄電池作為DVR儲(chǔ)能單元時(shí)，雖然成本低，運(yùn)行操作簡(jiǎn)便，但蓄電池電能轉(zhuǎn)化效率低，對(duì)突變情況反映緩慢，而且由于自身充放電電流的限制，它不能提供較大的功率，在實(shí)時(shí)性上不能滿足DVR進(jìn)行電壓補(bǔ)償時(shí)瞬間釋放大功率的要求；傳統(tǒng)DVR只在微電網(wǎng)發(fā)生電壓暫降時(shí)發(fā)揮補(bǔ)償功能，但在微電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)處在待機(jī)備用狀態(tài)，設(shè)備利用率較低。本發(fā)明就是要針對(duì)這些問(wèn)題對(duì)配電網(wǎng)DVR進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

一種混合儲(chǔ)能的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器，接入配電網(wǎng)與微電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)為敏感負(fù)載供電，包括光伏系統(tǒng)、一號(hào)DC-DC變換器、混合儲(chǔ)能裝置、二號(hào)DC-DC變換器、逆變單元、濾波器、整流器、變壓器T、功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)K1、旁路開(kāi)關(guān)K2、接地開(kāi)關(guān)K3、連接開(kāi)關(guān)K4、K5、K6以及并聯(lián)開(kāi)關(guān)K7；

所述光伏系統(tǒng)與一號(hào)DC-DC變換器連接，一號(hào)DC-DC變換器輸出端通過(guò)連接開(kāi)關(guān)K6連接到混合儲(chǔ)能裝置和二號(hào)DC-DC變換器，二號(hào)DC-DC變換器的輸出端串聯(lián)有逆變單元、濾波器、變壓器T，所述變壓器T與旁路開(kāi)關(guān)K2并聯(lián)；所述配電網(wǎng)的輸出端通過(guò)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)K1、旁路開(kāi)關(guān)K2連接到微電網(wǎng)和敏感負(fù)載，功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)K1和旁路開(kāi)關(guān)K2之間設(shè)置接地開(kāi)關(guān)K3，配電網(wǎng)和功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)K1之間接入整流器，整流器的輸出端接有連接開(kāi)關(guān)K4、K5，整流器通過(guò)連接開(kāi)關(guān)K4連接儲(chǔ)能裝置中的蓄電池、通過(guò)連接開(kāi)關(guān)K5連接儲(chǔ)能裝置中的超級(jí)電容器。

進(jìn)一步，所述混合儲(chǔ)能裝置包括蓄電池和超級(jí)電容器，所述蓄電池和超級(jí)電容器之間設(shè)有并聯(lián)開(kāi)關(guān)K7。

一種所述的混合儲(chǔ)能的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的運(yùn)行模式，包括混合儲(chǔ)能裝置初始化充電模式、電壓暫降補(bǔ)償模式、電網(wǎng)電壓正常時(shí)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器工作模式以及電壓中斷時(shí)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器工作模式；

所述混合儲(chǔ)能裝置初始化充電模式為：動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器初始化時(shí)，若光照充足，則由光伏系統(tǒng)向混合儲(chǔ)能裝置充電，光伏系統(tǒng)首先向超級(jí)電容器充電，當(dāng)超級(jí)電容器的端電壓上升到蓄電池額定端電壓時(shí)，蓄電池開(kāi)始接受充電電流；若光照不足，則由配電網(wǎng)通過(guò)整流器向混合儲(chǔ)能裝置充電，充電完畢后蓄電池與超級(jí)電容器并聯(lián)開(kāi)關(guān)K7斷開(kāi)；