[發(fā)明專利]一種用于分布式電壓調(diào)控的AC-AC型主動電力彈簧

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011642489.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112821406A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉闖;陳皓楠;郭東波;蔡國偉;韓子?jì)?/a>;葛延峰
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué);國網(wǎng)遼寧省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 戴媛

本發(fā)明公開了一種用于分布式電壓調(diào)控的AC?AC型主動電力彈簧，包括連接電網(wǎng)輸出端的AC?AC功率變換模塊，AC?AC功率變換模塊依次連接濾波模塊、工頻耦合變壓器輸入端，工頻耦合變壓器輸出端負(fù)極連接電網(wǎng)輸出端正極，工頻耦合變壓器輸出端正極與地面之間連接負(fù)載；采用了直接式AC?AC變換，減少了直流環(huán)節(jié)，降低了控制的復(fù)雜度，提高了裝置的使用壽命；解決了現(xiàn)有電力彈簧在無法保護(hù)非關(guān)鍵負(fù)載、調(diào)壓受線路參數(shù)及負(fù)載類型限制的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于配電網(wǎng)電壓調(diào)整設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于分布式電壓調(diào)控的AC-AC型主動電力彈簧。

背景技術(shù)

為了解決能源問題，可再生能源在電網(wǎng)中的滲透率不斷提高，然而由于其固有的間歇性、波動性加劇了電網(wǎng)電壓出現(xiàn)低電壓和過電壓的問題。針對配電網(wǎng)電壓“顛簸”問題，應(yīng)用最廣泛的電能質(zhì)量優(yōu)化裝置多為無功補(bǔ)償裝置，如靜止無功補(bǔ)償器(Static VarCompensator,SVC)和靜止無功發(fā)生器(Static Var Generator,SVG)，但是該方法無法調(diào)節(jié)有功功率，并且非常依賴通訊設(shè)備。利用蓄電池、超導(dǎo)等儲能裝置進(jìn)行電網(wǎng)電壓波動治理也是一種有效方法，然而這些方法會使成本顯著增加，且對儲能裝置的可靠性要求較高。

香港大學(xué)許樹源教授團(tuán)隊(duì)提出了“電力彈簧”的概念；然而目前主流的電力彈簧是通過“犧牲”非關(guān)鍵負(fù)載來保證關(guān)鍵負(fù)載的，隨著用戶側(cè)對電能質(zhì)量的要求越來越高，定制電力技術(shù)需求越來越大，使得在劃分關(guān)鍵負(fù)載和非關(guān)鍵負(fù)載時(shí)難度變大，或者說無法劃分。在只有關(guān)鍵負(fù)載的情況下，現(xiàn)有的電力彈簧體現(xiàn)出了“被動的特性”，其應(yīng)用將會受到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于分布式電壓調(diào)控的AC-AC型主動電力彈簧，解決了現(xiàn)有電力彈簧在無法保護(hù)非關(guān)鍵負(fù)載、調(diào)壓受線路參數(shù)及負(fù)載類型限制的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于分布式電壓調(diào)控的AC-AC型主動電力彈簧，包括連接電網(wǎng)輸出端的AC-AC功率變換模塊，AC-AC功率變換模塊依次連接濾波模塊、工頻耦合變壓器輸入端，工頻耦合變壓器輸出端負(fù)極連接電網(wǎng)輸出端正極，工頻耦合變壓器輸出端正極與地面之間連接負(fù)載。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

AC-AC功率變換模塊包括同時(shí)連接電網(wǎng)輸出端正極的開關(guān)管S₂發(fā)射極、開關(guān)管S_2p發(fā)射極，開關(guān)管S₂集電極連接開關(guān)管S₁集電極，開關(guān)管S₁發(fā)射極分別連接開關(guān)管S_1c集電極，開關(guān)管S_1c發(fā)射極連接開關(guān)管S_2c發(fā)射極，開關(guān)管S_2c集電極連接電網(wǎng)輸出端負(fù)極，開關(guān)管S_2p集電極連接開關(guān)管S_1p集電極，開關(guān)管S_1p發(fā)射極連接開關(guān)管S_1cp集電極，開關(guān)管S_1cp發(fā)射極連接開關(guān)管S_2cp發(fā)射極，開關(guān)管S_2cp集電極連接電網(wǎng)輸出端負(fù)極，開關(guān)管S_1p發(fā)射極連接工頻耦合變壓器輸入端正極，開關(guān)管S_2c集電極連接電網(wǎng)輸出端負(fù)極，開關(guān)管S₁發(fā)射極、開關(guān)管S_1p發(fā)射極均通過濾波模塊連接工頻耦合變壓器輸入端，還包括連接在電網(wǎng)輸出端正極與電網(wǎng)輸出端之間的電容C_in。

濾波模塊包括連接開關(guān)管S₁發(fā)射極的電感L_f，電感L_f分別連接電容C_f一個(gè)極板和工頻耦合變壓器輸入端負(fù)極，電容C_f另一個(gè)極板分別連接開關(guān)管S_1p發(fā)射極、工頻耦合變壓器輸入端正極。

開關(guān)管S₂的集電極與開關(guān)管S_1c發(fā)射極之間連接箍位電容C₁。