[發(fā)明專利]一種自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器及其運(yùn)行控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011529316.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112736947A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張利方;陳國柱;吳常春;任國海;邱華;李振宇;林森;王子鳴;劉洪鑫;江皓;陳慧;姚立海;杜鵬英;徐巋;雷志俊
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司遂昌縣供電公司;浙江大學(xué)
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/18;H02J3/12
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明提供一種自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器及其運(yùn)行控制方法，本發(fā)明的動態(tài)電壓恢復(fù)器無獨(dú)立的充電電路，利用自身變流器為直流母線充電；通過測量動態(tài)電壓恢復(fù)器直流母線電壓、電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流，控制變流器輸出電壓和電流實(shí)現(xiàn)三種工作模式快速平滑切換。本發(fā)明控制下，動態(tài)電壓恢復(fù)器主要工作在旁路模式，降低了系統(tǒng)損耗，提高系統(tǒng)工作效率；通過控制變流器輸出電壓和輸出電流，實(shí)現(xiàn)動態(tài)電壓恢復(fù)器和旁路開關(guān)之間快速平滑換流，實(shí)現(xiàn)動態(tài)電壓恢復(fù)器在不同模式之間的快速投切，減少換流過程中的電壓電流過沖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電壓恢復(fù)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器及其運(yùn)行控制方法。

背景技術(shù)

隨著生產(chǎn)自動化，現(xiàn)代化水平的不斷提高，制造業(yè)對電能質(zhì)量提出了更高的要求。在眾多電能質(zhì)量問題中，電壓跌落帶來的經(jīng)濟(jì)損失最嚴(yán)重。動態(tài)電壓恢復(fù)器是治理電壓跌落最有效的方式。

動態(tài)電壓恢復(fù)器結(jié)構(gòu)多種多樣，采用儲能單元直接供電一方面可以省去取電電路，同時也可以節(jié)省超級電容與逆變器之間的DC/DC變換器，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)可靠性，同時也降低了系統(tǒng)的成本。

采用儲能單元直接供電需要動態(tài)電壓恢復(fù)器在電壓跌落前維持儲能單元的電壓，動態(tài)電壓恢復(fù)器需要串聯(lián)在電網(wǎng)中工作維持直流母線電壓，增加了系統(tǒng)的損耗，不利于動態(tài)電壓恢復(fù)器的長期運(yùn)行。

傳統(tǒng)動態(tài)電壓恢復(fù)器旁路開關(guān)與動態(tài)電壓恢復(fù)器之間為硬換流，直接強(qiáng)制旁路開關(guān)關(guān)斷或封鎖變流器PWM會造成負(fù)載電流通路電阻變大，在變壓器兩端產(chǎn)生過電壓；在變流器輸出電壓時直接導(dǎo)通旁路開關(guān)會造成短路，危害變流器和旁路開關(guān)安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述問題問題，提出一種自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器及其運(yùn)行控制方法，實(shí)現(xiàn)對自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器直流儲能單元能量高效管理，實(shí)現(xiàn)動態(tài)電壓恢復(fù)器快速投入補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)動態(tài)電壓恢復(fù)器和旁路開關(guān)之間的平滑換流。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，提出以下技術(shù)方案：

一種自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器，包括儲能單元、變流器、耦合裝置和旁路開關(guān)，所述耦合裝置和旁路開關(guān)并接于電網(wǎng)和負(fù)載之間，且耦合裝置和旁路開關(guān)同時只有一個導(dǎo)通，所述耦合裝置與變流器連接，所述變流器與儲能單元連接，所述變流器用于控制儲能單元的放電和充電，所述儲能單元用于存儲補(bǔ)償電壓，所述耦合裝置用于耦合電網(wǎng)、負(fù)載和變流器，所述旁路開關(guān)用于控制電網(wǎng)和負(fù)載的連接的通斷。

本發(fā)明的一種自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器具有三種模式，分別是工作模式、補(bǔ)償模式和充電模式。對儲能單元采取打嗝模式Burst充電控制方法，只有當(dāng)儲能單元母線電壓低于下限閾值，才啟動動態(tài)電壓恢復(fù)器為儲能單元充電，否則動態(tài)電壓恢復(fù)器工作在旁路模式，解決了動態(tài)電壓恢復(fù)器長時間串聯(lián)在電網(wǎng)中工作增加系統(tǒng)損耗的問題；本發(fā)明控制變流器輸出電壓和輸出電流，實(shí)現(xiàn)動態(tài)電壓恢復(fù)器和旁路開關(guān)平滑換流，解決了變流器與旁路開關(guān)換流過程中可能的過流和過壓問題；本發(fā)明控制變流器輸出與負(fù)載電流反相電壓實(shí)現(xiàn)旁路開關(guān)的快速關(guān)斷，保證動態(tài)電壓恢復(fù)器的快速投入，解決了旁路開關(guān)過零關(guān)斷時間長的問題。本發(fā)明的一種自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器采取儲能單元直接供電結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低。

一種自充動態(tài)電壓恢復(fù)器運(yùn)行控制方法，適用于上述的一種自充電動態(tài)電壓恢復(fù)器，其特征是，包括以下步驟：

S1，工作模式初始化，動態(tài)電壓恢復(fù)器為旁路模式，變流器PWM封鎖，旁路開關(guān)導(dǎo)通，電網(wǎng)通過旁路開關(guān)給負(fù)載供電；

S2，檢測電網(wǎng)電壓，利用電壓暫降檢測算法判斷是否發(fā)生電壓暫降，若是，動態(tài)電壓恢復(fù)器切換為補(bǔ)償模式，變流器PWM開啟，旁路開關(guān)關(guān)斷，變流器控制儲能單元輸出補(bǔ)償電壓，在電壓暫降結(jié)束后，動態(tài)電壓恢復(fù)器切換回旁路模式；