專利名稱：一種微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能配電網(wǎng)微源并網(wǎng)及電能質(zhì)量控制多變流系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]微網(wǎng)是基于可再生能源的分布式微型電網(wǎng)技術(shù)，近年來越來越受到人們的關(guān)注。 不過微網(wǎng)在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，由于微源的間歇性、不穩(wěn)定性，以及大量電力電子的使用造成微網(wǎng)內(nèi)部和配電網(wǎng)接入出點(diǎn)電能質(zhì)量指標(biāo)較差。同時(shí)當(dāng)大量分布式電源投入時(shí)，更會(huì)帶來諸多的電能質(zhì)量問題。這將對(duì)一些對(duì)供電質(zhì)量要求很高的設(shè)備產(chǎn)生極大的危害，也會(huì)對(duì)大電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生不好的影響。為解決這一問題，對(duì)微源并網(wǎng)時(shí)電能質(zhì)量處理有了更高的要求能夠進(jìn)行微源并網(wǎng)供電的同時(shí)進(jìn)行電能質(zhì)量的處理、限制負(fù)載短路電流。而現(xiàn)有的一些裝置存在以下不足[0003]I、現(xiàn)有的限制負(fù)載短路電流的裝置如圖I所示為帶旁路電感的變壓器耦合三相橋式固態(tài)限流器，其工作原理是正常運(yùn)行時(shí)，三相橋晶閘管Tf T6各導(dǎo)通180°，T7、T8觸發(fā)脈沖常加，直流電感中的電流為負(fù)載電流耦合到二次側(cè)的電流峰值，近似恒定，直流電感兩端的電壓近似為零，所以耦合變壓器副邊電壓近似為零，耦合變壓器副邊等效阻抗為零，原邊相當(dāng)于被短路，串聯(lián)電抗不起作用，不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行；當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，變壓器上承受電壓，旁路電感和通過變壓器耦合到原邊的等效直流電感并聯(lián)后串入主回路，限流電流的上升；控制系統(tǒng)封鎖各晶閘管脈沖，使橋路退出運(yùn)行，副邊相當(dāng)于短路，從而旁路電感自動(dòng)串入被短路線路，起到限流的目的，因此，當(dāng)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，限流器串入電網(wǎng)中存在空載運(yùn)行，這樣就形成了損耗，造成了資源浪費(fèi)。[0004]2、現(xiàn)有的電能質(zhì)量治理裝置如圖2所示為統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器。其工作原理電路系統(tǒng)由一個(gè)串聯(lián)APF和一個(gè)并聯(lián)APF組成，兩者共用直流側(cè)。其中，靠近電網(wǎng)側(cè)的串聯(lián) APF按受控電壓源方式工作，通過變壓器串聯(lián)連接在電網(wǎng)和負(fù)載之間，當(dāng)電網(wǎng)側(cè)電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，向電網(wǎng)注入一個(gè)幅值、相位可控的補(bǔ)償電壓，以保證負(fù)載電壓穩(wěn)定；而靠近負(fù)載側(cè)的并聯(lián)APF按受控電流源方式工作，通過輸出電感L連接在負(fù)載側(cè)，向電網(wǎng)注入與負(fù)載諧波和無功電流大小相等方向相反的電流，抑制非線性負(fù)載電流對(duì)電網(wǎng)的影響。直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定由并聯(lián)APF從電網(wǎng)吸收或釋放有功功率來維持。[0005]現(xiàn)有的電能質(zhì)量治理裝置，短路限流裝置，光伏發(fā)電裝置都不能兼顧電能質(zhì)量治理、故障限流和光伏發(fā)電，使得微網(wǎng)建設(shè)成本增加。同時(shí)固態(tài)限流器在正常工作時(shí)Τ1-Τ8管及直流電感長時(shí)間都有電流流過，形成了長時(shí)間的損耗，造成了資源的浪費(fèi)。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，兼顧電能質(zhì)量治理、故障限流和光伏發(fā)電，降低微網(wǎng)建設(shè)成本，節(jié)約資源。[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，包括統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器、耦合變壓器、驅(qū)動(dòng)電路、短路電流檢測電路、DSP控制器，所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器由串聯(lián)型有源電力濾波器和并聯(lián)型有源電力濾波器串聯(lián)組成，所述串聯(lián)型有源電力濾波器三個(gè)輸出端各通過一個(gè)開關(guān)管與一個(gè)耦合變壓器連接，所述三個(gè)耦合變壓器接入三相電網(wǎng)和三相負(fù)載之間，所述三個(gè)耦合變壓器的原邊各并聯(lián)有一個(gè)限流大電感，所述三個(gè)耦合變壓器副邊兩兩連接，每個(gè)耦合變壓器副邊并聯(lián)有一個(gè)電容; 所述并聯(lián)型有源電力濾波器并接入三相電網(wǎng)，所述并聯(lián)型有源電力濾波器直流側(cè)電容側(cè)依次并聯(lián)有一個(gè)開關(guān)管和光伏電源；所述光伏電源包括光伏陣列和光伏陣列電容，所述光伏陣列與光伏陣列電容并聯(lián)；所述短路電流檢測電路與第一驅(qū)動(dòng)電路連接，第一驅(qū)動(dòng)電路與串聯(lián)型有源電力濾波器和耦合變壓器之間的開關(guān)管連接；所述DSP控制器與第二驅(qū)動(dòng)電路、第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路連接，所述第二驅(qū)動(dòng)電路與串聯(lián)型有源電力濾波器的開關(guān)管連接，所述第三驅(qū)動(dòng)電路與并聯(lián)型有源電力濾波器的開關(guān)管，所述第四驅(qū)動(dòng)電路與光伏電源側(cè)的開關(guān)管連接。[0008]該系統(tǒng)控制方法步驟如下[0009]I)檢測三相電網(wǎng)側(cè)電壓^^’三相電網(wǎng)側(cè)電流U、i4、U，率禹合變壓器原邊電壓^、、h' ,三相負(fù)載電流,并聯(lián)型有源電力濾波器輸出電流‘、—、—，直流側(cè)電容電壓、光伏陣列輸出電容電壓、光伏陣列輸出電流‘通過PLL數(shù)字鎖相環(huán)測量三相電網(wǎng)電壓的A相電網(wǎng)電壓過零點(diǎn)后的數(shù)字相位；[0010]2)根據(jù)檢測到的負(fù)載側(cè)電流值匕、b，短路電流檢測電路判斷負(fù)載側(cè)是否出現(xiàn)短路故障，并輸出相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)G ;如果負(fù)載側(cè)出現(xiàn)短路，短路電流檢測電路輸出低電平，即G為0，則第一驅(qū)動(dòng)電路使串聯(lián)型有源電力濾波器與耦合變壓器副邊之間的開關(guān)管全部斷開，同時(shí)第二驅(qū)動(dòng)電路使統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的串聯(lián)型有源電力濾波器的開關(guān)管全部關(guān)斷，第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路分別使統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器的并聯(lián)型有源電力濾波器及光伏電源側(cè)的開關(guān)管全部斷開，光伏電源及統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器完全退出運(yùn)行；如果負(fù)載側(cè)沒有出現(xiàn)短路故障，短路電流檢測電路輸出高電平，即^為1，則第一驅(qū)動(dòng)電路使串聯(lián)型有源電力濾波器與耦合變壓器副邊之間的開關(guān)管全部導(dǎo)通，第二驅(qū)動(dòng)電路使串聯(lián)型有源電力濾波器工作在諧波電壓治理及電壓補(bǔ)償狀態(tài)，第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路分別使并聯(lián)型有源電力濾波器及光伏電源工作在光伏發(fā)電及負(fù)載諧波電流補(bǔ)償狀態(tài)，統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器和光伏電源投入運(yùn)行，進(jìn)入3)；[0011]3)根據(jù)CZp , / ,通過MPPT算法得到光伏發(fā)電有功電流參考值4 ,光伏陣列電容電壓參考值巧》;[0012]4)根據(jù)三相負(fù)載電流tJle、光伏發(fā)電有功電流參考值以及PLL數(shù)字鎖相環(huán)測量到的A相電網(wǎng)電壓過零點(diǎn)后的數(shù)字相位，通過復(fù)合ip-iq算法得到串聯(lián)型有源電力濾波器需補(bǔ)償?shù)挠泄?、無功及諧波電流復(fù)合參考信號(hào)44C，經(jīng)電流反饋后通過DSP控制器及第三驅(qū)動(dòng)電路控制并聯(lián)型有源電力濾波器產(chǎn)生輸出電流；其中光伏發(fā)電有功電流參考值/“.及并聯(lián)型有源電力濾波器直流側(cè)電容的參考信號(hào)與檢測信號(hào)I的差值經(jīng)pi調(diào)節(jié)器一起疊加到瞬時(shí)有功分量上，保證直流側(cè)電容穩(wěn)定及光伏發(fā)電有功能通過并聯(lián)型有源電力濾波器傳輸?shù)饺嚯娋W(wǎng)；[0013]5)根據(jù)MPPT算法得到的光伏陣列電容電壓參考值，經(jīng)電壓反饋后通過DSP控制器及第四驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)光伏電源側(cè)的開關(guān)管，保證光伏電源工作在最大功率點(diǎn)處；[0014]6)由PLL數(shù)字鎖相環(huán)測量到的A相電網(wǎng)電壓過零點(diǎn)后的數(shù)字相位經(jīng)過三相負(fù)載電壓指令計(jì)算，得到三相負(fù)載需要的電壓波形，該波形與實(shí)際三相電網(wǎng)側(cè)電壓、&相減得到串聯(lián)型有源電力濾波器需要補(bǔ)償?shù)碾妷簠⒖夹盘?hào);同時(shí)通過電壓反饋經(jīng)DSP控制器及第二驅(qū)動(dòng)電路形成PWM信號(hào)控制串聯(lián)型有源電力濾波器產(chǎn)生補(bǔ)償電壓。[0015]作為優(yōu)選方案，所述短路電流檢測電路包括三個(gè)一次電流互感器、或非門和處理器，三個(gè)一次電流互感器各通過依次連接的二次電流互感器、A/D采樣電路、比較器接入或非門，或非門與處理器連接。[0016]作為優(yōu)選方案，所述第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路、第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路均為光電耦合驅(qū)動(dòng)電路。[0017]通過UPQC (統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器)、故障限流器(限流電感和與耦合變壓器串聯(lián)的開關(guān)管)及光伏電源的共同作用，實(shí)現(xiàn)了微源并網(wǎng)發(fā)電的同時(shí)電能質(zhì)量治理及故障限流的作用。[0018]本實(shí)用新型的微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)的工作原理是電網(wǎng)正常時(shí)，運(yùn)行在 UPQC及光伏發(fā)電模式，串聯(lián)型有源電力濾波器補(bǔ)償來自電網(wǎng)側(cè)的電壓諧波和抑制電壓波動(dòng)，并聯(lián)型有緣電力濾波器抑制各種非線性、沖擊性負(fù)載引起的諧波與無功電流以及光伏發(fā)電引起的諧波問題，同時(shí)光伏電源通過并聯(lián)型有緣電力濾波器向電網(wǎng)輸出有功能量。此時(shí)耦合變壓器兩端只有諧波電壓降及電壓波動(dòng)，且由于耦合變壓器原邊并聯(lián)電感(限流電感)La、Lb、Lc電感值比較大，諧波阻抗較高，因此，電感上流過的電流很小，不影響UPQC及電網(wǎng)正常運(yùn)行，電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，關(guān)閉所有開關(guān)管，運(yùn)行在限流模式，此時(shí)UPQC和光伏電源退出運(yùn)行，串聯(lián)變壓器副邊呈極大阻抗，電網(wǎng)電流從限流電感La、Lb、Lc中流過，從而限制電網(wǎng)短路電流。[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為本實(shí)用新型突破了傳統(tǒng)固態(tài)限流器在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)空載運(yùn)行的現(xiàn)狀，充分利用了開關(guān)器件，同時(shí)通過將光伏發(fā)電裝置與電能質(zhì)量治理裝置UPQC有效結(jié)合，解決了微網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電中短路電流限制、諧波抑制以及電壓波動(dòng)等電能質(zhì)量問題，兼顧電能質(zhì)量治理、故障限流和光伏發(fā)電，降低了微網(wǎng)建設(shè)成本，節(jié)約了資源。


[0020]圖I為帶旁路電感的變壓器耦合三相橋式固態(tài)限流器(FCL)結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖2為串并聯(lián)型有源電力濾波器UPQC結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例光伏電源等效電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例復(fù)合控制信號(hào)計(jì)算原理框圖；[0025]圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例短路電流檢測電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]圖7為本實(shí)用新型一實(shí)施例電壓跟蹤控制、電流跟蹤控制方法圖；(a)電壓跟蹤控制方法圖；(b)電流跟蹤控制方法圖；[0027]圖8為本實(shí)用新型一實(shí)施例光伏電源P-V特性曲線示意圖；[0028]圖9為本實(shí)用新型一實(shí)施例光伏電源干擾法流程圖。
具體實(shí)施方式
[0029]如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型一實(shí)施例微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)包括統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器、耦合變壓器、驅(qū)動(dòng)電路、短路電流檢測電路、DSP控制器，所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器由串聯(lián)型有源電力濾波器和并聯(lián)型有源電力濾波器串聯(lián)組成，所述串聯(lián)型有源電力濾波器三個(gè)輸出端各通過一個(gè)開關(guān)管與一個(gè)耦合變壓器連接，所述三個(gè)耦合變壓器接入三相電網(wǎng)和三相負(fù)載之間，所述三個(gè)耦合變壓器的原邊各并聯(lián)有一個(gè)限流大電感，所述三個(gè)耦合變壓器副邊兩兩連接，每個(gè)耦合變壓器副邊并聯(lián)有一個(gè)電容；所述并聯(lián)型有源電力濾波器并接入三相電網(wǎng)，所述并聯(lián)型有源電力濾波器直流側(cè)電容側(cè)依次并聯(lián)有一個(gè)開關(guān)管和光伏電源；所述光伏電源包括光伏陣列和光伏陣列電容，所述光伏陣列與光伏陣列電容并聯(lián)；所述短路電流檢測電路與第一驅(qū)動(dòng)電路連接，第一驅(qū)動(dòng)電路與串聯(lián)型有源電力濾波器和耦合變壓器之間的開關(guān)管連接；所述DSP控制器與第二驅(qū)動(dòng)電路、第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路連接，所述第二驅(qū)動(dòng)電路與串聯(lián)型有源電力濾波器的開關(guān)管連接，所述第三驅(qū)動(dòng)電路與并聯(lián)型有源電力濾波器的開關(guān)管，所述第四驅(qū)動(dòng)電路光伏電源側(cè)的開關(guān)管連接。[0030]所述第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路、第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路均為光電耦合驅(qū)動(dòng)電路。[0031]本實(shí)用新型是在一臺(tái)UPQC(圖2)原有裝置和功能的基礎(chǔ)上，在直流側(cè)大電容上并聯(lián)光伏發(fā)電裝置起光伏并網(wǎng)發(fā)電的作用，在UPQC串聯(lián)逆變器的串聯(lián)耦合變壓器的原邊并有大限流電感，副邊串聯(lián)有全控型器件，起FCL的作用。UPQC能抑制來自電網(wǎng)側(cè)的諧波電壓和電壓波動(dòng)，抑制各種非線性、沖擊性負(fù)載引起的諧波和無功電流，是本實(shí)用新型的電能質(zhì)量控制系統(tǒng)。光伏發(fā)電裝置如圖4，光伏發(fā)電裝置與UPQC共用一個(gè)并聯(lián)型有源電力濾波器，將光能通過直流側(cè)電容及并聯(lián)型有源電力濾波器輸送到電網(wǎng)，是本實(shí)用新型的微源系統(tǒng)。FCL裝置能限制短路，是本實(shí)用新型的限流系統(tǒng)。本實(shí)用新型系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)為，當(dāng)系統(tǒng)工作正常沒有發(fā)生短路時(shí)，電能質(zhì)量處理和光伏發(fā)電正常同時(shí)進(jìn)行，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)， 電能質(zhì)量處理和光伏發(fā)電同時(shí)退出運(yùn)行。[0032]通過短路電流檢測電路檢測三相負(fù)載側(cè)電流hU是否短路，并產(chǎn)生控制信號(hào)來控制耦合變壓器副邊IGBT的開斷，當(dāng)負(fù)載側(cè)發(fā)生短路時(shí)，短路電流檢測電路產(chǎn)生低電平使耦合變壓器副邊IGBT關(guān)斷，原邊產(chǎn)生高阻抗，限流電感串入電網(wǎng)起限流作用，當(dāng)負(fù)載未出現(xiàn)故障時(shí)，短路電流檢測電路產(chǎn)生高電平使副邊IGBT開通，UPQC和光伏發(fā)電投入運(yùn)行，補(bǔ)償諧波電壓、諧波電流，耦合變壓器兩端只有諧波電壓降，且由于耦合變壓器原邊并聯(lián)電感(限流電感)La、Lb、Lc電感值比較大，諧波阻抗較高，因此，電感上流過的電流很小， 不影響UPQC及微網(wǎng)正常運(yùn)行，具體實(shí)施過程如下[0033]根據(jù)檢測到的負(fù)載側(cè)電流值、匕，短路電流檢測電路判斷負(fù)載側(cè)是否出現(xiàn)短路故障，并輸出相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)G ;如果負(fù)載側(cè)出現(xiàn)短路，短路電流檢測電路輸出低電平，即G為0，則第一驅(qū)動(dòng)電路使串聯(lián)APF與耦合變壓器副邊之間的開關(guān)管全部斷開，同時(shí)第二驅(qū)動(dòng)電路使UPQC的串聯(lián)型有源電力濾波器部分的開關(guān)管全部關(guān)斷，第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路分別使UPQC的并聯(lián)型有源電力濾波器及光伏電源側(cè)的開關(guān)管全部斷開，光伏電源及UPQC完全退出運(yùn)行；如果負(fù)載側(cè)沒有出現(xiàn)短路故障，短路電流檢測電路輸出高電平，即為1，則第一驅(qū)動(dòng)電路使串聯(lián)APF與耦合變壓器副邊之間的開關(guān)管全部導(dǎo)通，第二驅(qū)動(dòng)電路使串聯(lián)型有源電力濾波器工作在諧波電壓治理及電壓補(bǔ)償狀態(tài)，第三驅(qū)動(dòng)電路、 第四驅(qū)動(dòng)電路分別使并聯(lián)型有源電力濾波器及光伏電源電路工作在光伏發(fā)電及負(fù)載諧波電流補(bǔ)償狀態(tài)，UPQC和光伏發(fā)電裝置投入運(yùn)行。[0034]DSP控制器通過采樣電網(wǎng)信息，通過程序編程，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，計(jì)算得到串聯(lián)型有源電力濾波器需要補(bǔ)償?shù)碾妷簠⒖夹盘?hào)^4、*4、并聯(lián)有緣電力濾波器需補(bǔ)償?shù)挠泄?、無功及諧波電流復(fù)合參考信號(hào)匕、I;、4、通過MPPT算法得到光伏發(fā)電有功電流參考值ζν和光伏陣列電容電壓參考值、這些參考信號(hào)經(jīng)DSP的電壓跟蹤控制及電流跟蹤控制功能產(chǎn)生PWM信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸出。[0035]光伏電源工作原理采用最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法(基于擾動(dòng)的自尋優(yōu)MPPT控制方法)。由太陽能電池光伏P-V曲線圖8可知，在小于Umax的區(qū)域，輸出功率隨電壓的增大而增大，在大于Umax的區(qū)域,輸出功率隨電壓的增大為減小,可見最大功率點(diǎn)跟蹤實(shí)質(zhì)上是一個(gè)自尋優(yōu)過程，即通過控制太陽電池端電壓，當(dāng)光伏電池的工作電壓Uf*等于Umx時(shí)，其輸出功率P也隨之達(dá)到最大值，使得光伏電池工作在最大功率點(diǎn)，這樣就保證了光伏電池能適應(yīng)日照和溫度環(huán)境的變化，從而智能的工作在最大功率點(diǎn)，不斷獲得最大功率輸出。[0036]MPPT算法的基本原理給光伏陣列的輸出電壓周期性的加一個(gè)擾動(dòng)量C，比較其當(dāng)前輸出功率與上一周期輸出功率大小的變化，如果輸出量功率是增加的，則下一個(gè)周期不改變擾動(dòng)方向，繼續(xù)添加擾動(dòng)量C，否則向相反的方向添加擾動(dòng)，本系統(tǒng)的擾動(dòng)量為電壓。系統(tǒng)通過對(duì)光伏電源中Boost電路的占空比A的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏陣列電容電壓的控制，該干擾法的流程圖如圖9。[0037]對(duì)光伏陣列輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)控制，達(dá)到最大功率點(diǎn)跟蹤，是由Boost電路實(shí)現(xiàn)的，其等效電路如圖4所示，Rl為電感LI中的等效電阻。[0038]當(dāng)系統(tǒng)工作在穩(wěn)態(tài)時(shí)，光伏輸出電壓U v和直流側(cè)電壓是穩(wěn)定不變的，則 Boost電路開關(guān)管導(dǎo)通t(!時(shí),有[0039]Ua = Ufnf — I11R1( I)[0040]當(dāng)Boost電路開關(guān)管阻斷h時(shí)，有[0041 ] I-JIi = U 爐—InRi —Tj dc(2)[0042]由Boost電路的原理可知，穩(wěn)態(tài)時(shí)電感LI在一個(gè)周期中電壓平均值為零，從式(I)及式(2)得
權(quán)利要求1.一種微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，包括統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器、耦合變壓器、驅(qū)動(dòng)電路、短路電流檢測電路、DSP控制器，其特征在于，所述統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器由串聯(lián)型有源電力濾波器和并聯(lián)型有源電力濾波器串聯(lián)組成，所述串聯(lián)型有源電力濾波器三個(gè)輸出端各通過一個(gè)開關(guān)管與一個(gè)耦合變壓器連接，所述三個(gè)耦合變壓器接入三相電網(wǎng)和三相負(fù)載之間，所述三個(gè)耦合變壓器的原邊各并聯(lián)有一個(gè)限流大電感，所述三個(gè)耦合變壓器副邊兩兩連接，每個(gè)耦合變壓器副邊并聯(lián)有一個(gè)電容；所述并聯(lián)型有源電力濾波器并接入三相電網(wǎng)，所述并聯(lián)型有源電力濾波器直流側(cè)電容側(cè)依次并聯(lián)有一個(gè)開關(guān)管和光伏電源；所述光伏電源包括光伏陣列和光伏陣列電容，所述光伏陣列與光伏陣列電容并聯(lián)；所述短路電流檢測電路與第一驅(qū)動(dòng)電路連接，第一驅(qū)動(dòng)電路與串聯(lián)型有源電力濾波器和耦合變壓器之間的開關(guān)管連接；所述DSP控制器與第二驅(qū)動(dòng)電路、第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路連接，所述第二驅(qū)動(dòng)電路與串聯(lián)型有源電力濾波器的開關(guān)管連接，所述第三驅(qū)動(dòng)電路與并聯(lián)型有源電力濾波器的開關(guān)管，所述第四驅(qū)動(dòng)電路與光伏電源側(cè)的開關(guān)管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)管為IGBT。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述短路電流檢測電路包括三個(gè)一次電流互感器、或非門和處理器，三個(gè)一次電流互感器各通過依次連接的二次電流互感器、A/D采樣電路、比較器接入或非門，或非門與處理器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器為單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路、第三驅(qū)動(dòng)電路、第四驅(qū)動(dòng)電路均為光電耦合驅(qū)動(dòng)電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微源并網(wǎng)電能質(zhì)量控制系統(tǒng)，包括統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器、耦合變壓器、驅(qū)動(dòng)電路、短路電流檢測電路、DSP控制器，通過在UPQC的串聯(lián)有源電力濾波器側(cè)的耦合變壓器原邊并聯(lián)一個(gè)比較大的限流電感，在UPQC的直流大電容側(cè)并聯(lián)光伏發(fā)電電源。本實(shí)用新型解決了微網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電中短路電流限制、諧波抑制以及電壓波動(dòng)等電能質(zhì)量問題，兼顧電能質(zhì)量治理、故障限流和光伏發(fā)電，降低了微網(wǎng)建設(shè)成本，節(jié)約了資源。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202817792SQ201220463320
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者帥智康, 涂春鳴, 盤宏斌, 戴曉宗, 楚烺, 姚鵬, 肖凡, 張楊, 蔣玲 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)