一种低成本治理电网电压暂降和短时中断的设备及方法
专利汇可以提供一种低成本治理电网电压暂降和短时中断的设备及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种低成本治理 电网 电压 暂降和短时中断的设备及方法，该方法利用了双路电源供 电解 决负荷供电可靠性的快速互相切换以及传统DVR的优点，将两者优化集成在一起，不仅能够治理配电网的普遍存在的电压暂降 电能 质量 问题，有效保证敏感性负载用电可靠性，解决传统电压暂降补偿设备中储能元件投资成本高，维护困难等问题，能够减少能耗、节约安装空间和降低设备运行成本，具有很好的经济效益。，下面是一种低成本治理电网电压暂降和短时中断的设备及方法专利的具体信息内容。
1.一种低成本治理电网电压暂降和短时中断的补偿设备，其特征在于，该设备包括两路电源进线交流快速开关单元SCR1、SCR2、两路旁路机械维修开关单元、直流储能单元和并联逆变器，设备串联在系统电源与敏感负荷之间；
其中交流快速开关单元SCR1、SCR2分别连接主路电源和备用电源，用于双路供电电源的切换；两路旁路机械维修开关单元分别与SCR1和SCR2并联，用于SCR1和SCR2故障时的旁路运行，防止交流快速开关故障时导致负荷供电中断；直流储能单元用于提供SCR1和SCR2在切换过程中提供给负荷的有功功率；在SCR1和SCR2切换过程中，并联逆变器需要从直流储能单元获取能量，精确快速产生和电网电压正常时同相位同幅值的逆变电压，保证负荷端电压保持稳定；
所述的两路电源进线交流快速开关单元SCR1、SCR2分别和两路旁路机械维修开关单元相连，其中SCR1进线端与主路电源连接，SCR2进线端与备用电源连接，SCR1和SCR2的出线端并接在一起，为了防止SCR1和SCR2故障和维修时导致负荷端电压中断，分别在SCR1和SCR2两端各并联一个旁路机械开关，SCR1和SCR2正常时这两路旁路机械开关均处于分闸状态，只有SCR1或SCR2出现故障时才处于旁路合闸状态；
其中，所述补偿设备采用如下控制方式进行电压暂降补偿：
(1)采样主路电源电压Uabc1和备用电源电压Uabc2，通过广义二阶积分滤波，分别提取基波电压；
广义二阶积分滤波法的具体公式如下：
其中：v是输入信号，v'是输出信号，Hd(s)为带通滤波器传递函数，Hq(s)为低通滤波器传递函数，ω为滤波器中心角频率，k为阻尼比；
电网采用工频频率，可以保持滤波器中心角频率和输入电压信号角频率相等；输入信号v经过Hd(s)，得到角频率为ω的输出电压信号v'，提取基波电压；
(2)基波电压通过锁相环PLL可以准确计算两个电网电压的相位θs1、θs2；通过基波锁相主要作用是，用以消除电压暂降或畸变、电压不平衡等对锁相环计算的影响，得到精确锁相角度；
(3)通过比对电网实际电压和基波电压确定电压波动差值，根据相位确定阈值系数，根据电压差值是否超过设定阈值，触发电压突变事件；触发电压突变事件用于开关切换控制，以及并联逆变器启动停止的控制；
(4)出现单相跌落或电压不平衡时，电网电压UABC1、UABC2分别减去基波电压，得到负序电压UABC1n、UABC2n；通过负序电压分解，得出电网电压负序补偿幅值Uαn、Uβn，消除电压单相暂降或电压不平衡；
(5)电网电压正常时并联逆变器给直流储能单元进行充电直至到浮充状态；在电网电压异常跌落时，直流储能单元作为直流电源提供能量；
(6)检测到电压暂降或短时中断事件时，并联逆变器通过双闭环控制生成SPWM，对电压实时补偿；外环控制为电压环，内环控制为电流环，控制器为PI控制器；
利用锁相同步角度θs1或θs2，将VSC并联侧三相电压UABCInv和电流IABCInv变换到dq轴上，分别为Ud、Uq、Id和Iq；输出电压的给定值为 和实际电压Ud、Uq比较之后，通过PI控制器得到了d轴的电流给定，q轴的电流给定；d轴、q轴电流给定和实际电流Id、Iq比较，通过PI控制器再加上相关耦合项之后得到了变换器输出的d轴和q轴电压；d轴和q轴电压利用锁相同步角度θs1或θs2，补偿负序电压分量Uαn、Uβn，经过矢量SPWM调理之后，控制变换器的IGBT实现了闭环控制。
2.如权利要求1所述的补偿设备，其特征在于，所述直流储能单元为超级电容组或带充电功能的电池组，所述直流储能单元的直流输出端与并联逆变器的直流母线相连接。
3.如权利要求1所述的补偿设备，其特征在于，所述并联逆变器为三相全桥逆变器拓扑或三个单相H桥逆变器组成的三相逆变器拓扑结构，其直流端都与直流储能单元连接，其交流输出端通过直接与交流负荷端连接或通过隔离变压器与负荷端相连接。
4.一种低成本治理电网电压暂降和短时中断的补偿方法，该方法通过在配电中压侧或低压侧安装设备，在电网电压暂降或短时中断期间保证负荷端稳定输出电压，其特征在于，所述方法是通过串联双路交流快速开关单元SCR1、SCR2、并联逆变器和直流储能单元来实现的；
当主路电源电压正常时主路电源进线交流快速开关SCR1保持导通，备用电源的交流进线快速开关处于关闭状态，并联逆变器器对直流储能单元进行充电，直至维持浮充状态下的直流稳定，同时可以实现负荷无功电流、谐波电流的补偿；
当检测到主路电源出现暂降或短时中断时，主路电源进线交流快速开关SCR1迅速关闭，备用电源的进线交流快速开关SCR2在检测到SCR1完全关闭后迅速导通；
在SCR1关闭时，并联逆变器从直流储能单元中获取能量，在迅速逆变出和主路电源正常时相同相位和幅值的电压后在短时间内将相位和幅值调整到和备用电源电压相同，当两者电压相位和幅值相同时SCR2迅速导通，并联逆变器同时恢复到给直流储能单元充电至浮充的状态；
当检测到主路电源恢复正常时，备用电源的进线交流快速开关SCR2将在短时间内关闭，并联逆变器从直流储能单元中获取能量，同时迅速逆变出和备用电源相同相位和幅值的电压，后在短时间内将相位和幅值调整到和主路电源电压相同，当两者电压相位和幅值相同时SCR1迅速导通，并联逆变器同时恢复到给直流储能单元充电至浮充的状态，并补偿负荷无功电流和谐波电流；
其中，所述补偿设备采用如下控制方式进行电压暂降补偿：
(1)采样主路电源电压Uabc1和备用电源电压Uabc2，通过广义二阶积分滤波，分别提取基波电压；
广义二阶积分滤波法的具体公式如下：
其中：v是输入信号，v'是输出信号，Hd(s)为带通滤波器传递函数，Hq(s)为低通滤波器传递函数，ω为滤波器中心角频率，k为阻尼比；
电网采用工频频率，可以保持滤波器中心角频率和输入电压信号角频率相等；输入信号v经过Hd(s)，得到角频率为ω的输出电压信号v'，提取基波电压；
(2)基波电压通过锁相环PLL可以准确计算两个电网电压的相位θs1、θs2；通过基波锁相主要作用是，用以消除电压暂降或畸变、电压不平衡等对锁相环计算的影响，得到精确锁相角度；
(3)通过比对电网实际电压和基波电压确定电压波动差值，根据相位确定阈值系数，根据电压差值是否超过设定阈值，触发电压突变事件；触发电压突变事件用于开关切换控制，以及并联逆变器启动停止的控制；
(4)出现单相跌落或电压不平衡时，电网电压UABC1、UABC2分别减去基波电压，得到负序电压UABC1n、UABC2n；通过负序电压分解，得出电网电压负序补偿幅值Uαn、Uβn，消除电压单相暂降或电压不平衡；
(5)电网电压正常时并联逆变器给直流储能单元进行充电直至到浮充状态；在电网电压异常跌落时，直流储能单元作为直流电源提供能量；
(6)检测到电压暂降或短时中断事件时，并联逆变器通过双闭环控制生成SPWM，对电压实时补偿；外环控制为电压环，内环控制为电流环，控制器为PI控制器；
利用锁相同步角度θs1或θs2，将VSC并联侧三相电压UABCInv和电流IABCInv变换到dq轴上，分别为Ud、Uq、Id和Iq；输出电压的给定值为 和实际电压Ud、Uq比较之后，通过PI控制器得到了d轴的电流给定，q轴的电流给定；d轴、q轴电流给定和实际电流Id、Iq比较，通过PI控制器再加上相关耦合项之后得到了变换器输出的d轴和q轴电压；d轴和q轴电压利用锁相同步角度θs1或θs2，补偿负序电压分量Uαn、Uβn，经过矢量SPWM调理之后，控制变换器的IGBT实现了闭环控制。
一种低成本治理电网电压暂降和短时中断的设备及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种基于DC-DC隔离的统一电能质量调节器 | 2020-05-08 | 797 |
| 一种基于虚拟同步技术的微电网不平衡负荷控制方法和装置 | 2020-05-12 | 939 |
| 一种脉冲功率交流老化试验平台及试验方法 | 2020-05-17 | 5 |
| 一种交流绝缘检测电路、系统及方法 | 2020-05-12 | 721 |
| 一种适用于V2G行为的隔离型双向AC/DC换流器 | 2020-05-14 | 113 |
| 一种带有源功率解耦单相零电压开关逆变器电路及其调制方法 | 2020-05-17 | 517 |
| 一种满足多组串型光伏逆变器并联运行的测试系统及方法 | 2020-05-16 | 82 |
| 一种单相全桥逆变器并联运行方法 | 2020-05-16 | 433 |
| 一种混合单相大功率逆变拓扑及其控制方法 | 2020-05-17 | 336 |
| 光伏并网逆变器 | 2020-05-15 | 774 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
