[發(fā)明專利]輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110801209.8
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113555883B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛磊;兀鵬越;孫鋼虎;楊沛豪;柴琦;張立松;王小輝;寇水潮;李志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/28;H02J7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡裝置，其特征在于，包括64個相同單元，每個單元包括主電容(1)、輔助電容(2)、低電壓比較器(3)、高電壓比較器(4)、放電MOSFET開關(guān)(5)和充電MOSFET開關(guān)(6)；

每個單元的主電容正極性端與放電MOSFET開關(guān)源極和充電MOSFET開關(guān)漏極相連接，低電壓比較器的電壓輸入端連接主電容的正極性端，低電壓比較器的輸出端連接放電MOSFET開關(guān)的柵極，高電壓比較器的電壓輸入端連接主電容的正極性端，高電壓比較器的輸出端連接充電MOSFET開關(guān)的柵極，放電MOSFET開關(guān)的漏極和充電MOSFET開關(guān)的源極相連，并連接輔助電容的正極性端，輔助電容的負(fù)極性端與主電容的負(fù)極性端相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡裝置，其特征在于，所述低電壓比較器的比較電壓Ul等于超級電容器的最小工作電壓Umin。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡裝置，其特征在于，所述高電壓比較器的比較電壓Uh等于超級電容器的最大工作電壓Umax。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡裝置，其特征在于，輔助電容的典型電容值等于主電容的十分之一。

5.輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡方法，其特征在于，該方法基于權(quán)利要求1所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡裝置，包括以下步驟：

步驟1：火電機組接收到向下調(diào)節(jié)功率的調(diào)頻指令，超級電容器組檢測到機組當(dāng)前功率和調(diào)頻指令的差值，開始啟動充電過程，電壓均衡裝置使能各單元的高電壓比較器；

步驟2：超級電容器組的任一單元充電達(dá)到最大工作電壓，則本單元高電壓比較器輸出高電平信號，并觸發(fā)本單元充電MOSFET開關(guān)導(dǎo)通，開始向本單元輔助電容充電；

步驟3：超級電容器組的所有單元中超過一半的單元高電壓比較器輸出高電平信號后，則停止充電過程，并閉鎖各單元的高電壓比較器；

步驟4：火電機組接收到向上調(diào)節(jié)功率的調(diào)頻指令，超級電容器組檢測到機組當(dāng)前功率和調(diào)頻指令的差值，開始啟動放電過程，電壓均衡裝置使能各單元的低電壓比較器；

步驟5：超級電容器組的任一單元放電達(dá)到最小工作電壓，則本單元低電壓比較器輸出高電平信號，并觸發(fā)本單元放電MOSFET開關(guān)導(dǎo)通，輔助電容開始放電；

步驟6：超級電容器組的所有單元中超過一半的單元低電壓比較器輸出高電平信號后，則停止放電過程，并閉鎖各單元的低電壓比較器；

步驟7：超級電容器根據(jù)電網(wǎng)向機組發(fā)出的調(diào)頻指令，重復(fù)上述充電和放電過程。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡方法，其特征在于，步驟3和步驟6中，采用FPGA來并行處理多路高電壓比較器或低電壓比較器的輸出信號，提升響應(yīng)速度。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡方法，其特征在于，所述低電壓比較器的比較電壓U1等于超級電容器的最小工作電壓Umin。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡方法，其特征在于，所述高電壓比較器的比較電壓Uh等于超級電容器的最大工作電壓Umax。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡方法，其特征在于，輔助電容的典型電容值等于主電容的十分之一。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助火電機組AGC調(diào)頻超級電容器組的電壓均衡方法，其特征在于，電壓比較器的比較邏輯可通過模擬器件組合實現(xiàn)，也可通過數(shù)字器件集成實現(xiàn)。