一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，在公共耦合點(diǎn)處與分布式發(fā)電網(wǎng)絡(luò)連接，包括：逆變電路，電壓逆變器，輸入電流檢測(cè)電路，整流電路，輸出電流檢測(cè)電路，輸出電壓檢測(cè)電路，控制模塊，用于當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)提供小于網(wǎng)絡(luò)最大額定有功功率的功率時(shí)，控制模塊作為靜止同步補(bǔ)償器來(lái)調(diào)節(jié)公共耦合點(diǎn)的電壓；當(dāng)至少一個(gè)可操作連接在網(wǎng)絡(luò)上的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電壓超出網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)負(fù)載所需的功率時(shí)，所述控制模塊阻止公共耦合點(diǎn)的電壓超出額定電壓。本實(shí)用新型的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的分布式發(fā)電系統(tǒng)諧波失真、偏磁嚴(yán)重的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子裝置控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著環(huán)境問(wèn)題與能源問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，分布式發(fā)電，尤其是可再生能源分布式發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，成為各國(guó)能源供給的重點(diǎn)發(fā)展方向。傳統(tǒng)的電網(wǎng)是由大型發(fā)電廠集中發(fā)電，通過(guò)電網(wǎng)將電能輸送和分配到分散各用戶進(jìn)行使用，存在設(shè)網(wǎng)損失大，輸配電成本高等問(wèn)題，而可再生能源通常具備發(fā)電功率密度小、間歇性及隨機(jī)性大，采用傳統(tǒng)的集中發(fā)電方式需要占用大量的面積，而且由于發(fā)電的間歇性使得電能的調(diào)度和輸送帶來(lái)很大問(wèn)題，經(jīng)常出現(xiàn)脫網(wǎng)或者棄電等情況發(fā)生，即對(duì)電網(wǎng)的安全造成影響，對(duì)可再生能源的利用效率也不高，因此可再生能源大規(guī)模利用比較適合大規(guī)模的分布式發(fā)電形式。目前世界各國(guó)在進(jìn)過(guò)可再生能源集中電站發(fā)電模式以后，都在大力推廣分布式發(fā)電形式。在用戶側(cè)附近根據(jù)可再生能源的形式發(fā)展分布式發(fā)電，直接給用戶供電，無(wú)需經(jīng)過(guò)輸電和配電過(guò)程，大大降低電能輸送損耗，而且能夠提高供電的可靠性。
[0003]分布式發(fā)電系統(tǒng)的滲透程度不斷提高，如基于新能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)。因此，電力公司也面臨著因并網(wǎng)造成電能來(lái)源日益增多的巨大挑戰(zhàn)。下列挑戰(zhàn)，如確保電壓調(diào)整率、 系統(tǒng)穩(wěn)定性及標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)的電能質(zhì)量等，是這些問(wèn)題的核心。
[0004]靈活交流輸電系統(tǒng)裝置針對(duì)這些提出了一個(gè)可行的解決方案，它被越來(lái)越多地應(yīng)用到世界各地的電力系統(tǒng)中。在這里，靈活交流輸電系統(tǒng)裝置指與電力電子控制器及其他靜態(tài)控制器組合以提高可控性及功率傳輸能力的交流輸電系統(tǒng)。靈活交流輸電系統(tǒng)裝置通常用于下列目的:
[0005]控制電壓:怎講或控制電線電力傳輸能力，并防止回流，提高系統(tǒng)瞬態(tài)穩(wěn)定性限值，提高系統(tǒng)阻尼，減少次同步諧振，緩解電壓不穩(wěn)，限制短路電流，提高高壓直流輸電變流器終端性能，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)。
[0006]在靈活交流輸電系統(tǒng)裝置中，用于達(dá)到上述任意或所有目的的部分裝置或控制器包括精致無(wú)功補(bǔ)償器、靜止同步補(bǔ)償器等。
[0007]靜止同步補(bǔ)償器是一種并聯(lián)的、可發(fā)出和/或吸收無(wú)功功率的無(wú)功補(bǔ)償裝置，其輸出可改變，以控制電流系數(shù)的具體參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，靜止同步補(bǔ)償器是一種固態(tài)開(kāi)關(guān)變換器，當(dāng)其輸入端電能源或能源儲(chǔ)存裝置饋電時(shí)，可在其輸出端獨(dú)立發(fā)出或吸收可控有功及無(wú)功功率。
[0008]更具體的說(shuō)，靜止同步補(bǔ)償器是從特定輸入直流電壓產(chǎn)生一組三相交流輸出電壓的電壓源轉(zhuǎn)換器。各輸出電壓通過(guò)一個(gè)較小電抗與對(duì)應(yīng)的交流系統(tǒng)電壓同相并與之連接， 該阻抗可由界面反應(yīng)器或耦合變壓器的漏電感提供。直流電壓由儲(chǔ)能電容器提供。
[0009]眾所周知，在現(xiàn)有技術(shù)中，靜止同步補(bǔ)償器通過(guò)電壓源變換器的電壓及電流波形的電子出了實(shí)現(xiàn)預(yù)期無(wú)功功率送出及吸收。靜止同步補(bǔ)償器也通過(guò)在公共耦合點(diǎn)發(fā)出及吸收無(wú)功功率來(lái)提供電壓支持，無(wú)需外表反應(yīng)器或電容器組合。因此，靜止同步補(bǔ)償器占用的物理空間更小。
[0010]眾所周知，靜止同步補(bǔ)償器可在如下方面提高電力系統(tǒng)性能:
[0011]控制電壓:增加或控制電線電流傳輸能力，并防止回流，提供系統(tǒng)瞬態(tài)穩(wěn)定性限值，提高系統(tǒng)阻尼，減少同步諧振，緩解電壓不穩(wěn)，限制短路電流，提高高壓直流輸電變流器終端性能，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)，控制電壓閃變，控制武功功率，必要時(shí)控制連接線路中的有功功率。
[0012]靜止同步補(bǔ)償器及交流電系統(tǒng)間的無(wú)功及有功功率交換可獨(dú)立于一方面單獨(dú)控制。如果靜止同步補(bǔ)償器具有合適容量的蓄能裝置，可實(shí)現(xiàn)有功功率送出與吸收及無(wú)功功率送出與吸收的任意組合。在此基礎(chǔ)上，可設(shè)計(jì)一些對(duì)有功及無(wú)功輸出功率調(diào)整非常有效的控制戰(zhàn)略，以提高瞬態(tài)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極限。
[0013]在現(xiàn)有電流傳輸及分配系統(tǒng)中，分布式發(fā)電的滲透程度逐漸提高，這面臨許多技術(shù)性挑戰(zhàn)，其中一項(xiàng)為電壓沿饋線的變化。習(xí)慣上，功率流動(dòng)的方向是從輸電網(wǎng)到連接在配電饋線上的負(fù)載。通過(guò)在輸電饋線或配電饋線的一處或多處調(diào)整輸電端電壓量或提供無(wú)功功率支持，可有效解決電壓隨饋線的長(zhǎng)度而下降的問(wèn)題。電力公司通常采用抽頭接換變壓器與不同點(diǎn)電容器組合使不同點(diǎn)電壓處在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)。
[0014]風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)控制的分布式發(fā)電系統(tǒng)可呈現(xiàn)一種有趣狀況，特別是在夜間。此時(shí)，只要夜間風(fēng)速比白天更大，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)輸出更高，電力負(fù)載就遠(yuǎn)小于白天的數(shù)值。夜間風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)增加的這些功率導(dǎo)致大量功率反向流向主電網(wǎng)。由于現(xiàn)有配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)及操作上都遵循一條重要假設(shè)，既功率總是從主電網(wǎng)流向終端用戶，這種功率反向流動(dòng)的情況導(dǎo)致饋線電壓超出正常額定值。在某些情況下，電壓可超出通常允許限額的5%。這是公司不能接受的。[〇〇15]當(dāng)向饋線增加更多分布式發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，反向功率流動(dòng)就要面臨一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。保持電壓在特定范圍內(nèi)升高直接影響了能介入特定配電網(wǎng)絡(luò)的分布式發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)量。當(dāng)在電網(wǎng)中增加額外的風(fēng)力風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，電力公司將不得不安裝靈活交流輸電系統(tǒng)控制器等昂貴的電壓調(diào)節(jié)裝置，如靜止武功補(bǔ)償器或靜止同步補(bǔ)償器，以解決這一問(wèn)題。
[0016]此外，對(duì)于逆變電源裝置而言變壓器的偏磁是個(gè)大問(wèn)題。由于一旦從偏磁達(dá)到飽和，變壓器就會(huì)失去其功能成為短路負(fù)載狀態(tài)，過(guò)電流流到逆變器電路的開(kāi)關(guān)元件，損壞開(kāi)關(guān)元件。由于負(fù)載的畸變、開(kāi)關(guān)元件等的特性的偏差、反饋控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定等各種原因而產(chǎn)生偏磁。特別地，最近的你變電源裝置，也有工作頻率超過(guò)100KHZ的情形，在變壓器的鐵芯中大多使用在高頻下?lián)p耗少的鐵氧體磁芯。但是，鐵氧體磁芯由于飽和磁通量密度的值低，所以稍微偏磁就立即達(dá)到飽和，為此，在高頻的逆變電源裝置中，偏磁對(duì)策更加重要。
[0017]在實(shí)際應(yīng)用中，很對(duì)電力電子負(fù)載都要求逆變電路的輸出功率能夠得到有效和靈活的控制，以滿足不同負(fù)載的需求。逆變電源的功率調(diào)節(jié)方式可分為兩大類:直流調(diào)功和逆變調(diào)功。直流調(diào)功是對(duì)逆變器直流側(cè)的輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載輸出功率的目的。 目前直流斬波調(diào)壓調(diào)功是直流調(diào)功的主要方式。
[0018]常規(guī)的逆變電源調(diào)節(jié)功率采取的直流斬波調(diào)壓方式，在直流母線側(cè)采用降壓斬波電路，通過(guò)改變占空比的大小來(lái)調(diào)節(jié)直流輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出功率的調(diào)節(jié)。采用這種常規(guī)控制方式，負(fù)載上電壓波形為不連續(xù)方波，電流波形通常視負(fù)載而定，故常規(guī)逆變電源的缺點(diǎn)是難以實(shí)現(xiàn)輸出電流的正弦化，因此諧波分量大，功率因數(shù)低，不適合大范圍調(diào)功。
[0019]多臺(tái)正弦脈寬調(diào)制逆變器電源的并聯(lián)運(yùn)行可以擴(kuò)大系統(tǒng)的容量，而且還可以組成并聯(lián)冗余系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的可靠性及可維護(hù)性。但是，正弦脈寬調(diào)制逆變電源的并聯(lián)運(yùn)行相對(duì)困難，因?yàn)樗胁⒙?lián)運(yùn)行的正弦脈寬調(diào)制逆變電源的頻率、相位及幅值都必須一致，否貝1J，各臺(tái)逆變電源之間將存在很大環(huán)流，過(guò)大的環(huán)流會(huì)使逆變器的負(fù)擔(dān)加重，發(fā)散的環(huán)流將使系統(tǒng)崩潰，導(dǎo)致供電中斷。
[0020]正弦脈寬調(diào)制逆變電源的并聯(lián)運(yùn)行控制方式一般分為集中控制、主從控制和無(wú)互聯(lián)信號(hào)線獨(dú)立控制方案。現(xiàn)有的集中控制方式需要檢測(cè)總的負(fù)載電流，并通過(guò)較高帶寬的信號(hào)把負(fù)載電流的信息傳遞給所有的逆變電源模塊，這嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的擴(kuò)容，系統(tǒng)中存在相互連接的信號(hào)線，使得系統(tǒng)的可靠性降低，系統(tǒng)不是冗余的，而在電流分配單元的控制下才能實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行，一旦電流分配單元損壞，系統(tǒng)將崩潰。
[0021]與集中控制方式相比較，主從控制方式具有一定的優(yōu)點(diǎn)，它可以不需要檢測(cè)負(fù)載電流的大小，使得系統(tǒng)易于擴(kuò)展容量，并且逆變電源間的控制不受逆變電源輸出線路阻抗的影響，系統(tǒng)的均流效果很好。但是主從控制方式也有一些不足:主模塊的存在使得它不是一個(gè)冗余系統(tǒng)，一旦主模塊出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)癱瘓，系統(tǒng)穩(wěn)定性取決于并聯(lián)的從模塊個(gè)數(shù)，主模塊與從模塊之間存在電流指令信號(hào)線，不宜長(zhǎng)距離鋪設(shè)，否則信號(hào)會(huì)大大衰減， 干擾嚴(yán)重，相位嚴(yán)重滯后。
[0022]與前兩種并聯(lián)控制方式比較，無(wú)互聯(lián)信號(hào)線獨(dú)立控制方式不需互聯(lián)的控制信號(hào)， 通過(guò)輸出電壓的頻率，幅值下垂控制來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載有功功率及無(wú)功功率的均分，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流的均分。這種方式尤其適用于分布式發(fā)電系統(tǒng)，但是，無(wú)功功率的均分受電路阻抗的影響較為嚴(yán)重，如果線路阻抗匹配不好，則負(fù)載所需無(wú)功功率將得不到很好均分，所以該方式對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)、控制精度要求很高;且這種方式由于采用下垂特性，會(huì)犧牲系統(tǒng)輸出的電壓頻率、幅值穩(wěn)定性指標(biāo)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[〇〇23]本實(shí)用新型正是基于以上一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，提供一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的分布式發(fā)電系統(tǒng)諧波失真、偏磁嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0024]其中，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，在公共耦合點(diǎn)處與分布式發(fā)電網(wǎng)絡(luò)連接， 包括:
[0025]逆變電路，其通過(guò)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件將直流電源轉(zhuǎn)換成高頻交流；
[0026]電壓逆變器，其將所述高頻交流變壓為適于負(fù)載的電壓；
[0027]輸入電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)變壓器的輸入電流值；
[0028]整流電路，用于對(duì)所述變壓后的高頻交流進(jìn)行整流，并提供給負(fù)載；
[0029]輸出電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述整流后的輸出電流值；
[0030]輸出電壓檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述整流后的輸出電壓值；
[0031]控制模塊，用于當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)提供小于網(wǎng)絡(luò)最大額定有功功率的功率時(shí)，控制模塊作為靜止同步補(bǔ)償器來(lái)調(diào)節(jié)公共耦合點(diǎn)的電壓；當(dāng)至少一個(gè)可操作連接在網(wǎng)絡(luò)上的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電壓超出網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)負(fù)載所需的功率時(shí)，所述控制模塊阻止所述公共耦合點(diǎn)的電壓超出額定電壓。
[0032]進(jìn)一步的，當(dāng)所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電壓未向網(wǎng)絡(luò)提供有功功率時(shí)，所述電壓逆變器用作靜止同步補(bǔ)償器。[〇〇33]進(jìn)一步的，所述控制模塊包括:
[0034]主控制單元，用于產(chǎn)生數(shù)字控制字，所述數(shù)字控制字包括三個(gè)不同部分和多個(gè)控制器，每個(gè)控制器生成用于控制分布式發(fā)電系統(tǒng)逆變電壓不同功能的值，所述不同功能的值用于產(chǎn)生與不同功能所需信號(hào)成比例的信號(hào);其中各控制器由所述數(shù)字控制字的不同部分激活或禁用。
[0035]進(jìn)一步的，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源的不同功能包括至少下列一種:調(diào)節(jié) PCC電壓，通過(guò)動(dòng)態(tài)無(wú)功功率控制輸電傳輸瞬態(tài)信號(hào)的阻尼控制；調(diào)節(jié)直流總線上的電壓， 以及將有功功率注入輸電系統(tǒng)。
[0036]進(jìn)一步的，所述數(shù)字控制字的特定不同部分與所述控制器產(chǎn)生的值相乘。
[0037]進(jìn)一步的，還包括:偏磁判別電路，用于在所述變壓器的輸入電流值成為偏磁電流基準(zhǔn)值以上時(shí)判定所述變壓器的偏磁，并輸出偏磁判別信號(hào)；以及
[0038]禁止電路，其從輸入上述偏磁判別信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)到預(yù)定的逆變頻率的半周期結(jié)束為止禁止上述輸出調(diào)制控制，使上述逆變電路的開(kāi)關(guān)元件的變化為截止?fàn)顟B(tài)。[〇〇39] 進(jìn)一步的，還包括:
[0040]設(shè)置用于產(chǎn)生所述偏磁電流基準(zhǔn)值的偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路；
[0041]上述偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路按上述逆變頻率的每一個(gè)半周期對(duì)上述變壓器的輸入電流進(jìn)行取樣保持，并且在上述取樣保持后的值加上預(yù)定的偏磁電流值，來(lái)產(chǎn)生每一個(gè)上述半周期的偏磁電流基準(zhǔn)值；
[0042]所述偏磁判別電路對(duì)所述檢測(cè)到的輸入電流值和該檢測(cè)的時(shí)刻的上述半周期前的偏磁電流基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
[0043]進(jìn)一步的，基于上述半周期的輸入電流值使上述偏磁電流值變化。
[0044]進(jìn)一步的，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源是太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)。
[0045]進(jìn)一步的，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源是風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。
[0046]本實(shí)用新型提供的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，通過(guò)在電網(wǎng)中提供電壓控制將更多風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并至電/配電網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)電壓控制和輔助阻尼控制在輸電系統(tǒng)中增加穩(wěn)定功率傳輸限值。同時(shí)，在輸入電流值上加上預(yù)設(shè)的偏磁電流來(lái)計(jì)算偏磁電流基準(zhǔn)值，如果基于此計(jì)算出的偏磁電流基準(zhǔn)值判別偏磁，就能在偏磁充分地進(jìn)行之前判別偏磁，由于能在偏磁的初始階段進(jìn)行防止偏磁處理，所以就能及早消除偏磁，保護(hù)逆變電路的開(kāi)關(guān)元件不因過(guò)電路而劣化或損壞?！靖綀D說(shuō)明】
[0047]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源結(jié)構(gòu)示意圖； [〇〇48]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的具有直流總線電容的電壓源逆變器的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0049]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的偏磁判別電路及偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電流的原理圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0050]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，如果不沖突，本實(shí)用新型實(shí)施例以及實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。[0051 ] 實(shí)施例一
[0052]本實(shí)用新型實(shí)施例一提供一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，在公共耦合點(diǎn)處與分布式發(fā)電網(wǎng)絡(luò)連接，如圖1所示，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，包括:[〇〇53]逆變電路1，其通過(guò)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件將直流電源轉(zhuǎn)換成高頻交流；[〇〇54]電壓逆變器2，其將所述高頻交流變壓為適于負(fù)載的電壓；
[0055]輸入電流檢測(cè)電路3,用于檢測(cè)所述變壓器的輸入電流值；
[0056]整流電路4,用于對(duì)所述變壓后的高頻交流進(jìn)行整流，并提供給負(fù)載；
[0057]輸出電流檢測(cè)電路5,用于檢測(cè)所述整流后的輸出電流值；
[0058]輸出電壓檢測(cè)電路6,用于檢測(cè)所述整流后的輸出電壓值；
[0059]控制模塊7,用于當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)提供小于網(wǎng)絡(luò)最大額定有功功率的功率時(shí)，控制模塊作為靜止同步補(bǔ)償器來(lái)調(diào)節(jié)公共耦合點(diǎn)的電壓；當(dāng)至少一個(gè)可操作連接在網(wǎng)絡(luò)上的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電壓超出網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)負(fù)載所需的功率時(shí)，所述控制模塊阻止公共耦合點(diǎn)的電壓超出額定電壓。
[0060]其中，當(dāng)所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電壓未向網(wǎng)絡(luò)提供有功功率時(shí)，所述電壓逆變器用作靜止同步補(bǔ)償器。
[0061]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施方式，所述控制模塊包括:
[0062]主控制單元，用于產(chǎn)生數(shù)字控制字，所述數(shù)字控制字包括三個(gè)不同部分和多個(gè)控制器，每個(gè)控制器生成用于控制分布式發(fā)電系統(tǒng)逆變電壓不同功能的值，所述不同功能的值用于產(chǎn)生與不同功能所需信號(hào)成比例的信號(hào);其中各控制器由所述數(shù)字控制字的不同部分激活或禁用。
[0063]其中:所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源的不同功能包括至少下列一種:調(diào)節(jié)所述 PCC電壓，通過(guò)動(dòng)態(tài)無(wú)功功率控制輸電傳輸瞬態(tài)信號(hào)的阻尼控制；調(diào)節(jié)直流總線上的電壓， 以及將有功功率注入所述輸電系統(tǒng)。
[0064]所述數(shù)字控制字的特定不同部分與所述控制器產(chǎn)生的值相乘。
[0065]作為上述技術(shù)方案的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源還包括:偏磁判別電路8,用于在所述變壓器的輸入電流值成為偏磁電流基準(zhǔn)值以上時(shí)判定所述變壓器的偏磁，并輸出偏磁判別信號(hào)；以及
[0066]禁止電路9,其從輸入上述偏磁判別信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)到預(yù)定的逆變頻率的半周期結(jié)束為止禁止上述輸出調(diào)制控制，使上述逆變電路的開(kāi)關(guān)元件的變化為截止?fàn)顟B(tài)。
[0067]作為上述技術(shù)方案的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源還包括:
[0068]設(shè)置用于產(chǎn)生所述偏磁電流基準(zhǔn)值的偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路10;
[0069]上述偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路按上述逆變頻率的每一個(gè)半周期對(duì)上述變壓器的輸入電流進(jìn)行取樣保持，并且在上述取樣保持后的值加上預(yù)定的偏磁電流值，來(lái)產(chǎn)生每一個(gè)上述半周期的偏磁電流基準(zhǔn)值；
[0070]所述偏磁判別電路8對(duì)所述檢測(cè)到的輸入電流值和該檢測(cè)的時(shí)刻的上述半周期前的偏磁電流基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。
[0071]其中，基于上述半周期的輸入電流值使上述偏磁電流值變化。
[0072]本實(shí)施例中，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源可以是太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，也可以是風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。
[0073]本實(shí)用新型提供的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，通過(guò)在電網(wǎng)中提供電壓控制將更多風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并至電/配電網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)電壓控制和輔助阻尼控制在輸電系統(tǒng)中增加穩(wěn)定功率傳輸限值。同時(shí)，在輸入電流值上加上預(yù)設(shè)的偏磁電流來(lái)計(jì)算偏磁電流基準(zhǔn)值，如果基于此計(jì)算出的偏磁電流基準(zhǔn)值判別偏磁，就能在偏磁充分地進(jìn)行之前判別偏磁，由于能在偏磁的初始階段進(jìn)行防止偏磁處理，所以就能及早消除偏磁，保護(hù)逆變電路的開(kāi)關(guān)元件不因過(guò)電路而劣化或損壞。[〇〇74] 實(shí)施例二
[0075]本實(shí)用新型實(shí)施例二提供一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，適用于任何類型/配置的逆變器。光反應(yīng)太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)連接至饋線/電網(wǎng)的點(diǎn)被稱為公共耦合點(diǎn)。圖2是光反應(yīng)太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)轉(zhuǎn)化為具有直流總線電容的電壓源逆變器的詳細(xì)原理圖。電壓源逆變器是利用六個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(此處指絕緣柵雙極晶體管)實(shí)現(xiàn)的，該逆變器通過(guò)接口串聯(lián)電感器及升壓變壓器連接至電網(wǎng)。
[0076]以下描述使用光伏太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)調(diào)節(jié)公共耦合點(diǎn)電壓的工作原理。[〇〇77]為了簡(jiǎn)化，做出如下假設(shè):[〇〇78]第一:電線的電阻和電容被忽略，負(fù)載以非常近的距離連接到太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，即太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)與負(fù)載之間零阻抗;單位功率因數(shù)負(fù)載。[〇〇79]第二:負(fù)載以非常近的距離連接到太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，有助于將矢量圖簡(jiǎn)化為負(fù)載，且公共耦合點(diǎn)的電壓相同。然而，對(duì)于更復(fù)雜的表示，公共耦合點(diǎn)和負(fù)載之間的線路阻抗應(yīng)包括在內(nèi)。在這種情況下，負(fù)載電壓相量的幅度會(huì)較低/較高，取決于線路長(zhǎng)度和負(fù)載確定電流量的公共耦合點(diǎn)電壓相比產(chǎn)生相位移。
[0080]原則上，當(dāng)電壓從額定值上升或下降時(shí)，外設(shè)的靈活交流輸電系統(tǒng)裝置，如靜止同步補(bǔ)償器，將會(huì)注入適當(dāng)?shù)臒o(wú)功功率，以抑制線路阻抗上的電壓的下降/上升，從而將電壓恢復(fù)到額定值附近。
[0081]光伏太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)作為靜止同步補(bǔ)償器注入無(wú)功功率時(shí)，公共耦合點(diǎn)的電壓上升。但如果光伏太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)作為靜止同步補(bǔ)償器吸收無(wú)功功率時(shí)，公共耦合點(diǎn)的電壓下降。因此，與公共耦合連接點(diǎn)電壓測(cè)量值對(duì)應(yīng)的受控?zé)o功功率注入/吸收行為將調(diào)節(jié)公共耦合點(diǎn)電壓，并將其保持在預(yù)期的預(yù)設(shè)值不變。
[0082]圖3是本實(shí)施例的偏磁判別電路及偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電流的詳情圖，偏磁判別電路，有絕對(duì)值電路，比較電路，防止偏磁電路及反轉(zhuǎn)電路形成，而且，偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路，由取樣保持電路，偏磁電流設(shè)決定電路，加法電路及移相電路形成。
[0083]取樣保持電路同步于第一輸出調(diào)制控制信號(hào)機(jī)第二輸出調(diào)制控制信號(hào)，對(duì)絕對(duì)值信號(hào)的值進(jìn)行取樣保持，將其作為取樣保持信號(hào)輸出。
[0084]偏磁電流設(shè)定電路，設(shè)決定預(yù)定的偏磁電流值。加法電路在取樣保持信號(hào)的值上加上由偏磁電流涉及到那個(gè)電路設(shè)定的預(yù)定的偏磁電流值，并輸出加法信號(hào)。一旦輸入加法信號(hào)，移相電路同步于逆變頻率使加法信號(hào)相位延遲半周期，并作為偏磁電流基準(zhǔn)信號(hào)輸出。
[0085]比較電路對(duì)絕對(duì)值信號(hào)的值和偏磁電流基準(zhǔn)值的值進(jìn)行比較，在絕對(duì)值信號(hào)的值比偏磁電流基準(zhǔn)值大時(shí)，使比較信號(hào)成為高電平進(jìn)行輸出。在比較信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，防止偏磁電路的偏磁信號(hào)成為高電平進(jìn)行輸出。直到省略的逆變頻率的半周期結(jié)束都維持輸出，然后，反轉(zhuǎn)電路發(fā)轉(zhuǎn)防止偏磁信號(hào)，并作為偏磁判別信號(hào)進(jìn)行輸出。
[0086]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施方式，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，在公共耦合點(diǎn)處與分布式發(fā)電網(wǎng)絡(luò)連接，其 特征在于，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，包括:逆變電路，其通過(guò)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件將直流電源轉(zhuǎn)換成高頻交流；電壓逆變器，其將所述高頻交流變壓為適于負(fù)載的電壓；輸入電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)變壓器的輸入電流值；整流電路，用于對(duì)所述變壓后的高頻交流進(jìn)行整流，并提供給負(fù)載；輸出電流檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述整流后的輸出電流值；輸出電壓檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述整流后的輸出電壓值；控制模塊，用于當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)提供小于網(wǎng)絡(luò)最大額定有功功率的功率時(shí)， 控制模塊作為靜止同步補(bǔ)償器來(lái)調(diào)節(jié)公共耦合點(diǎn)的電壓；當(dāng)至少一個(gè)可操作連接在網(wǎng)絡(luò)上 的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電壓超出網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)負(fù)載所需的功率時(shí)，所述控制模塊阻 止所述公共耦合點(diǎn)的電壓超出額定電壓。2.如權(quán)利要求1所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:當(dāng)所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電壓未向網(wǎng)絡(luò)提供有功功率時(shí)，所述電壓逆變器用作靜 止同步補(bǔ)償器。3.如權(quán)利要求1所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:所述控制模塊包括: 主控制單元，用于產(chǎn)生數(shù)字控制字，所述數(shù)字控制字包括三個(gè)不同部分和多個(gè)控制器，每個(gè)控制器生成用于控制分布式發(fā)電系統(tǒng)逆變電壓不同功能的值，所述不同功能的值用于 產(chǎn)生與不同功能所需信號(hào)成比例的信號(hào);其中各控制器由所述數(shù)字控制字的不同部分激活 或禁用。4.如權(quán)利要求3所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:所述分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源的不同功能包括至少下列一種:調(diào)節(jié)PCC電壓，通過(guò)動(dòng) 態(tài)無(wú)功功率控制輸電傳輸瞬態(tài)信號(hào)的阻尼控制；調(diào)節(jié)直流總線上的電壓，以及將有功功率 注入輸電系統(tǒng)。5.如權(quán)利要求3所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:所述數(shù)字控制字的特定不同部分與所述控制器產(chǎn)生的值相乘。6.如權(quán)利要求3所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:還包括:偏磁判別電 路，用于在所述變壓器的輸入電流值成為偏磁電流基準(zhǔn)值以上時(shí)判定所述變壓器的偏磁， 并輸出偏磁判別信號(hào)；以及禁止電路，其從輸入上述偏磁判別信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)到預(yù)定的逆變頻率的半周期結(jié)束為止 禁止上述輸出調(diào)制控制，使上述逆變電路的開(kāi)關(guān)元件的變化為截止?fàn)顟B(tài)。7.如權(quán)利要求6所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:還包括:設(shè)置用于產(chǎn)生所述偏磁電流基準(zhǔn)值的偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路；上述偏磁電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路按上述逆變頻率的每一個(gè)半周期對(duì)上述變壓器的輸入電 流進(jìn)行取樣保持，并且在上述取樣保持后的值加上預(yù)定的偏磁電流值，來(lái)產(chǎn)生每一個(gè)上述 半周期的偏磁電流基準(zhǔn)值；所述偏磁判別電路對(duì)所述檢測(cè)到的輸入電流值和該檢測(cè)時(shí)刻的上述半周期前的偏磁 電流基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。8.如權(quán)利要求7所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:基于上述半周期的輸入電流值使上述偏磁電流值變化。9.如權(quán)利要求1-8任一所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:所述分布式發(fā) 電系統(tǒng)的逆變電源是太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)。10.如權(quán)利要求1-8任一所述的分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源，其特征在于:所述分布式 發(fā)電系統(tǒng)的逆變電源是風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。
【文檔編號(hào)】H02J3/16GK205583713SQ201620015334
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年1月9日
【發(fā)明人】郭利輝
【申請(qǐng)人】許昌學(xué)院