天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置及方法
【專利摘要】天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置及方法，涉及天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)。解決了天然氣發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)能力差，制約了天然氣發(fā)電機(jī)組在供電網(wǎng)絡(luò)中有沖擊性負(fù)載場(chǎng)合的應(yīng)用的問題。本發(fā)明的電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元用于檢測(cè)天然氣電站供電網(wǎng)的三相電流信號(hào)，電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元的電流采集信號(hào)輸出端連接四象限整流/逆變單元的電網(wǎng)電流采集信號(hào)輸入端，電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元的三相電流信號(hào)經(jīng)LCL濾波單元濾波后輸入至四象限整流/逆變單元的三相電流信號(hào)輸入端，超級(jí)電容充放電時(shí)多重化雙向充放電控制；多重DC/DC單元有升壓和降壓兩種工作模式。降壓模式用于實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容的充電控制。本發(fā)明用于對(duì)天然氣電站沖擊負(fù)載進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
【專利說明】天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然氣電站是由若干臺(tái)天然氣發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的具有較大功率的供電系統(tǒng)。天然氣 發(fā)電機(jī)組較比傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)組的碳、硫排放量低，同時(shí)同等能量下天然氣較比柴油的價(jià) 格低。因此，采用天然氣發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)在節(jié)能減排和降低發(fā)電成本方面都有很大優(yōu)勢(shì)。
[0003] 但是，天然氣發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)能力較比柴油發(fā)電機(jī)組差，這種動(dòng)態(tài)響應(yīng) 慢的特性制約了其在供電網(wǎng)絡(luò)中有沖擊性負(fù)載場(chǎng)合的應(yīng)用，當(dāng)負(fù)載變化率和前后功率差較 大時(shí),往往會(huì)造成天然氣發(fā)電機(jī)組的停車事故。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明是為了解決天然氣發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)能力差，制約了天然氣發(fā)電機(jī) 組在供電網(wǎng)絡(luò)中有沖擊性負(fù)載場(chǎng)合的應(yīng)用的問題，提出了一種天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ) 償裝置及方法。
[0005] 本發(fā)明所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，該裝置包括基于PAC的主控單 元、儲(chǔ)能單元、多重DC/DC單元、四象限整流/逆變單元、LCL濾波單元、電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè) 單元和隔離電源；
[0006] 電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元用于檢測(cè)天然氣電站供電網(wǎng)的三相電流信號(hào)，電站網(wǎng)絡(luò)信 息檢測(cè)單元的電流采集信號(hào)輸出端連接四象限整流/逆變單元的電網(wǎng)電流采集信號(hào)輸入 端，電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元的三相電流信號(hào)經(jīng)LCL濾波單元濾波后輸入至四象限整流/逆 變單元的三相電流信號(hào)輸入端，
[0007] 基于PAC的主控單元的電網(wǎng)電流信號(hào)輸入電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接四象限 整流/逆變單元的電網(wǎng)電流信號(hào)輸出電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入端，多重DC/DC單元的儲(chǔ)能信 號(hào)輸出端連接儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)能信號(hào)輸入端，多重DC/DC單元的充放電控制信號(hào)輸入充放電 狀態(tài)反饋信號(hào)輸出端連接基于PAC的主控單元的充放電控制信號(hào)輸出充放電狀態(tài)反饋信 號(hào)輸入端，基于PAC的主控單元的采集開關(guān)控制信號(hào)輸出端連接電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元的 采集開關(guān)控制信號(hào)輸入端，基于PAC的主控單元的儲(chǔ)能開關(guān)控制信號(hào)輸出端連接儲(chǔ)能單元 的儲(chǔ)能開關(guān)控制信號(hào)輸入端，所述隔離電源用于為多重DC/DC單元、四象限整流/逆變單元 和基于PAC的主控單元供電。
[0008] 采用上述天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法的具體 步驟為：
[0009] 步驟一：開啟隔離電源為多重DC/DC單元、四象限整流/逆變單元和基于PAC的主 控單元供電，，主控制器單元根據(jù)天然氣電站和負(fù)載對(duì)天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置 進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；
[0010] 所述設(shè)置的參數(shù)包括對(duì)補(bǔ)償裝置輸出的額定電壓、補(bǔ)償裝置輸出的額定電流、補(bǔ) 償裝置輸出的額定功率、四象限整流/逆變單元的閉環(huán)控制參數(shù)，多重DC/DC單元的充電和 放電閉環(huán)控制參數(shù)所述四象限整流/逆變單元的閉環(huán)控制參數(shù)包括電流閉環(huán)PI控制器的 比例增益和積分增益，多重DC/DC單元的充電和放電閉環(huán)控制參數(shù)包括電流閉環(huán)PI控制器 的比例增益和積分增益；
[0011] 步驟二：當(dāng)電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元的開關(guān)合閘，多重DC/DC單元內(nèi)的直流母線電 壓到達(dá)預(yù)定值；多重DC/DC單元對(duì)儲(chǔ)能單元進(jìn)行充電；（該預(yù)定值為直流母線額定電壓的 80% ；)
[0012] 步驟三：主控制器單元控制四象限整流/逆變單元工作于PWM整流模式，多重DC/ DC單元工作于Buck斬波模式，給儲(chǔ)能單元充電，直到儲(chǔ)能單元的超級(jí)電容的電壓上升到預(yù) 定值時(shí)停止充電，電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元開始對(duì)天然氣電站的負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)；
[0013] 步驟四：當(dāng)天然氣電站出現(xiàn)沖擊負(fù)載時(shí)，主控制器單元根據(jù)沖擊性負(fù)載的自適應(yīng) 補(bǔ)償控制算調(diào)整四象限整流/逆變單元的功率輸出，且令多重DC/DC單元工作于Boost模 式，實(shí)現(xiàn)固定直流母線電壓不變，實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)有功功率的補(bǔ)償；
[0014] 步驟五：當(dāng)四象限整流/逆變單元輸出的功率總電流超出了補(bǔ)償裝置輸出電流的 額定值時(shí)，主控制器單元根據(jù)P/Q容量自動(dòng)分配控制算法，計(jì)算瞬變有功補(bǔ)償電流和無功 補(bǔ)償電流，控制四象限整流/逆變單元優(yōu)先輸出瞬變有功功率，同時(shí)輸出無功功率；實(shí)現(xiàn)對(duì) 天然氣電站出現(xiàn)時(shí)的瞬變電流動(dòng)態(tài)有功功率的補(bǔ)償；
[0015] 步驟六：當(dāng)天然氣電站存在非線性負(fù)載時(shí)，主控制器單元根據(jù)諧波功率吸納控制 算法，調(diào)整四象限整流/逆變單元輸出諧波電流，使天然氣發(fā)電機(jī)輸出正弦波電流，實(shí)現(xiàn)對(duì) 負(fù)載諧波功率的吸納，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣電站出現(xiàn)非線性負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)有功功率補(bǔ)償。
[0016] 本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：提高了天然氣電站抗沖擊負(fù)載的能力，增強(qiáng)了天然氣電站 的適應(yīng)性；對(duì)負(fù)載諧波功率進(jìn)行吸納，大大減小了非線性負(fù)載對(duì)天然氣電站的諧波污染； 系統(tǒng)能夠自動(dòng)分配P/Q容量，補(bǔ)償負(fù)載所需無功功率，不從天然氣電站索取無功，運(yùn)行效率 高；系統(tǒng)可自適應(yīng)補(bǔ)償負(fù)載沖擊功率，使天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)柔和輸出功率，可顯著提高天然氣發(fā) 動(dòng)機(jī)使用壽命；采用集成化設(shè)計(jì)方案，一體化程度高，體積小，使用靈活方便。本發(fā)明可應(yīng)用 于天然氣電站深井鉆探，天然氣電站軋鋼機(jī)等沖擊性負(fù)載的領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景和 較大的推廣價(jià)值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0018] 一、結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的天然氣電站沖擊 負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，該裝置包括基于PAC的主控單元1、儲(chǔ)能單元2、多重DC/DC單元3、四象 限整流/逆變單元4、LCL濾波單元5、電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元6和隔離電源7 ;
[0019] 電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元6用于檢測(cè)天然氣電站供電網(wǎng)的三相電流信號(hào)，電站網(wǎng)絡(luò) 信息檢測(cè)單元6的電流采集信號(hào)輸出端連接四象限整流/逆變單元4的電網(wǎng)電流采集信號(hào) 輸入端，電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元6的三相電流信號(hào)經(jīng)LCL濾波單元5濾波后輸入至四象限 整流/逆變單元4的三相電流信號(hào)輸入端，
[0020] 基于PAC的主控單元1的電網(wǎng)電流信號(hào)輸入電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接四象限 整流/逆變單元4的電網(wǎng)電流信號(hào)輸出電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入端，多重DC/DC單元3的儲(chǔ) 能信號(hào)輸出端連接儲(chǔ)能單元2的儲(chǔ)能信號(hào)輸入端，多重DC/DC單元3的充放電控制信號(hào)輸 入充放電狀態(tài)反饋信號(hào)輸出端連接基于PAC的主控單元1的充放電控制信號(hào)輸出充放電狀 態(tài)反饋信號(hào)輸入端，基于PAC的主控單元1的采集開關(guān)控制信號(hào)輸出端連接電站網(wǎng)絡(luò)信息 檢測(cè)單元6的采集開關(guān)控制信號(hào)輸入端，基于PAC的主控單元1的儲(chǔ)能開關(guān)控制信號(hào)輸出 端連接儲(chǔ)能單元2的儲(chǔ)能開關(guān)控制信號(hào)輸入端，所述隔離電源用于為多重DC/DC單元3、四 象限整流/逆變單元4和基于PAC的主控單元1供電。
[0021] 多重DC/DC單元3的主要功能是實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容的電能與四象限整流/逆變單元4 直流橋臂電能的轉(zhuǎn)換。該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)按照如下原則：
[0022] (1)、多重DC/DC單元3的一號(hào)控制板具有移相功能，各功率模塊的移相角為360/ N,
[0023] N是功率模塊的個(gè)數(shù)；
[0024] (2)、多重DC/DC單元3具有功率模塊自動(dòng)均流功能；
[0025] (3)、多重DC/DC單元3具有過流保護(hù)功能。
[0026] 四象限整流/逆變單元4的主要功能是實(shí)現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)的交流能量到直流橋臂之間 的能量轉(zhuǎn)換。當(dāng)通過多重DC/DC單元3給超級(jí)電容充電時(shí)，該單元處于PWM高頻整流狀態(tài)； 當(dāng)超級(jí)電容放電時(shí)，該單元處于逆變狀態(tài)。該模塊的設(shè)計(jì)原則如下：
[0027] (1)、四象限整流/逆變單元4具有雙向能量傳輸功能；該單元能夠進(jìn)行PWM整流 /逆變；
[0028] (2)、四象限整流/逆變單元4在PWM整流時(shí)，能夠控制功率因數(shù)在0?1的范圍 內(nèi)；
[0029] (3)、四象限整流/逆變單元4在逆變時(shí)，能夠按照補(bǔ)償裝置的容量合理的分配P/ Q值。
[0030] 超級(jí)電容充放電時(shí)多重化雙向充放電控制；多重DC/DC單元3有升壓和降壓兩種 工作模式。降壓模式用于實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容的充電控制，采用先恒流后恒壓的控制方式。升壓 模式用于對(duì)超級(jí)電容輸出功率進(jìn)行控制，通過采用直流電壓恒定控制來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)當(dāng)前直 流電壓值和超級(jí)電容的電壓來決定充放電控制電路的工作模式。在正常的工作過程中，多 重DC/DC單元3中每個(gè)橋臂的兩個(gè)功率器件中，每一時(shí)刻只有一個(gè)開關(guān)工作。當(dāng)工作在降 壓變換器模式時(shí)，上橋臂工作，下橋臂截止，當(dāng)工作在升壓變換器模式時(shí)，下橋臂工作，上橋 臂截止。為了防止上下橋臂同時(shí)導(dǎo)通導(dǎo)致直流母線短路而損壞變換器，變換器必須在這兩 個(gè)工作狀態(tài)之間安全切換，因此驅(qū)動(dòng)信號(hào)要在一個(gè)開關(guān)截止后留有一定的空余時(shí)間，然后 另一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通。
[0031] 沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償主要進(jìn)行瞬態(tài)有功和無功電流的給定量的運(yùn)算，并完成瞬態(tài)功 率輸出控制。對(duì)于沖擊性負(fù)載，在判斷出產(chǎn)生沖擊性負(fù)載時(shí)，則執(zhí)行有功電流變化率閉環(huán)控 制策略，以保證燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的輸出功率變化率小于其極限值，在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的輸出功率與 負(fù)載功率相一致時(shí)，有功電流變化率等于零，此時(shí)功率調(diào)節(jié)器自動(dòng)退出有功功率補(bǔ)償，避免 其長(zhǎng)時(shí)間輸出有功功率。在未產(chǎn)生沖擊性負(fù)載時(shí)，應(yīng)為超級(jí)電容充電，通過多重DC/DC單元 和四象限整流/逆變單元4來實(shí)現(xiàn)。多重DC/DC單元用于直流母線電壓的恒定控制，此時(shí) 功率調(diào)節(jié)器吸收功率。在負(fù)載有功功率小于零時(shí)，即需要吸收再生能量時(shí)，功率調(diào)節(jié)器的有 功電流變?yōu)樨?fù)值，則由超級(jí)電容吸收能量，進(jìn)而減少燃料的消耗，達(dá)到節(jié)能效果。對(duì)于無功 功率補(bǔ)償算法，直接將負(fù)載無功電流作為功率調(diào)節(jié)器的給定，則其無功功率輸出將自動(dòng)實(shí) 現(xiàn)與負(fù)載側(cè)相平衡。
【具體實(shí)施方式】 [0032] 二、本實(shí)施方式是對(duì)一所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償裝置的進(jìn)一步說明，控制單元1包括模擬量采集板11、PAC控制器12和開關(guān)量板13 ;
[0033] 儲(chǔ)能單元2包括超級(jí)電容CSC、放電電阻R1、放電控制開關(guān)SW2、電壓傳感器VT3、 隔離開關(guān)QF2、保險(xiǎn)F6和保險(xiǎn)F7 ;隔離開關(guān)QF2包括兩個(gè)開關(guān)，所述兩個(gè)開關(guān)為聯(lián)動(dòng)開關(guān)，
[0034] 多重DC/DC單元3包括功率開關(guān)模塊CM31、功率開關(guān)模塊CM32、功率開關(guān)模塊 CM33、功率開關(guān)模塊CM34、一號(hào)控制板32、電壓傳感器TV1、電壓傳感器TV2和直流母線濾波 電容C0 ;
[0035] 功率開關(guān)模塊CM31包括高頻濾波電容C31、絕緣柵雙極型功率管T31、絕緣柵雙極 型功率管T32、電流傳感器CT31、平波電抗器L31和高頻濾波電容C32 ;
[0036] 功率開關(guān)模塊CM32包括高頻濾波電容C33、絕緣柵雙極型功率管T33、絕緣柵雙極 型功率管T34、電流傳感器CT32、平波電抗器L32和高頻濾波電容C34 ;
[0037] 功率開關(guān)模塊CM33包括高頻濾波電容C35、絕緣柵雙極型功率管T35、絕緣柵雙極 型功率管T36、電流傳感器CT33、平波電抗器L34和高頻濾波電容C36 ;
[0038] 功率開關(guān)模塊CM34包括高頻濾波電容C37、絕緣柵雙極型功率管T37、絕緣柵雙極 型功率管T38、電流傳感器CT34、平波電抗器L34和高頻濾波電容C38 ;
[0039] 四象限整流/逆變單元4包括四個(gè)功率開關(guān)模塊，功率開關(guān)模塊CM41、功率開關(guān)模 塊CM42、功率開關(guān)模塊CM43和二號(hào)控制板42 ;
[0040] 功率開關(guān)模塊CM41包括電流傳感器CT41、絕緣柵雙極型功率管T41、絕緣柵雙極 型功率管T42和高頻率波電容C41 ;
[0041] 功率開關(guān)模塊CM42包括電流傳感器CT42、絕緣柵雙極型功率管T43、絕緣柵雙極 型功率管T44和高頻率波電容C42 ;
[0042] 功率開關(guān)模塊CM43包括電流傳感器CT43、絕緣柵雙極型功率管T45、絕緣柵雙極 型功率管T46和高頻率波電容C43 ;
[0043] LCL濾波單元5包括平波電抗器L51、平波電抗器L52、平波電抗器L53、平波電抗 器L54、平波電抗器L55、平波電抗器L56、濾波電容C51、濾波電容C52和濾波電容C53
[0044] 電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元6包括三相隔離開關(guān)QF1、三相空氣開關(guān)KM1、電壓傳感器 VT61、電壓傳感器VT62、保險(xiǎn)F61、保險(xiǎn)F62和保險(xiǎn)F63 ;
[0045] 三相隔離開關(guān)QF1和三相空氣開關(guān)KM1均為三相聯(lián)動(dòng)開關(guān)，三相隔離開關(guān)QF1與 三相空氣開關(guān)KM1串聯(lián)，三相隔離開關(guān)QF1的的三個(gè)固定端分別連接天然氣電站的三相電 源，三相空氣開關(guān)KM1的三個(gè)活動(dòng)端分別通過保險(xiǎn)F61、保險(xiǎn)F62和保險(xiǎn)F63與LCL濾波單 兀5的波電抗器L51、平波電抗器L53和平波電抗器L55串聯(lián)；波電抗器L51的另一端同時(shí) 連接平波電抗器L52的一端和濾波電容C51的一端，濾波電容C51的另一端接濾波電容的 三相中性點(diǎn)CN、平波電抗器L53的另一端同時(shí)連接平波電抗器L54的一端和濾波電容C52 的一端，濾波電容C52的另一端接濾波電容的三相中性點(diǎn)CN，平波電抗器L55的另一端同時(shí) 連接平波電抗器L56的一端和濾波電容C53的一端，濾波電容C53的另一端接濾波電容的 三相中性點(diǎn)CN，
[0046] 平波電抗器L52的另一端連接電流傳感器CT41的一端，電流傳感器CT41的另一 端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T41的漏極和絕緣柵雙極型功率管T42的源極，緣柵雙極 型功率管T41的源極同時(shí)連接電容C41的一端、電壓傳感器TV1的一端、直流母線濾波電容 C0的一端、高頻濾波電容C31的一端、高頻濾波電容C37的一端、絕緣柵雙極型功率管T37 的源極和絕緣柵雙極型功率管T31的源極，絕緣柵雙極型功率管T42的漏極同時(shí)連接電容 C41的另一端、電壓傳感器TV1的另一端、高頻濾波電容C31的另一端、絕緣柵雙極型功率管 T32的漏極和電容C32的一端；
[0047] 電流傳感器CT31的一端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T31的漏極和絕緣柵雙極 型功率管T32的源極；電流傳感器CT31的另一端連接平波電抗器L31的一端，
[0048] 平波電抗器L54的另一端連接電流傳感器CT42的一端，電流傳感器CT42的另一 端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T43的漏極和絕緣柵雙極型功率管T44的源極，絕緣柵雙 極型功率管T43的源極同時(shí)連接高頻濾波電容C33的一端、高頻濾波電容C42的一端和絕 緣柵雙極型功率管T33的源極；絕緣柵雙極型功率管T44的漏極同時(shí)連接電容C42的另一 端、高頻濾波電容C33的另一端、絕緣柵雙極型功率管T34的漏極和電容C34的一端；
[0049] 電流傳感器CT32的一端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T33的漏極和絕緣柵雙極 型功率管T34的源極；電流傳感器CT32的另一端連接平波電抗器L32的一端；
[0050] 平波電抗器L56的另一端連接電流傳感器CT43的一端，電流傳感器CT43的另一 端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T45的漏極和絕緣柵雙極型功率管T46的源極，絕緣柵雙 極型功率管T45的源極同時(shí)連接高頻電容C43的一端高頻濾波電容C35的一端和絕緣柵雙 極型功率管T35的源極，
[0051] 絕緣柵雙極型功率管T46的漏極同時(shí)連接電容C43的另一端、高頻濾波電容C35 的另一端、絕緣柵雙極型功率管T36的漏極和高頻電容C36的一端；
[0052] 電流傳感器CT33的一端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T35的漏極和絕緣柵雙極 型功率管T36的源極；電流傳感器CT33的另一端連接平波電抗器L33的一端，
[0053] 直流母線濾波電容C0的另一端同時(shí)連接高頻濾波電容C37的另一端、絕緣柵雙極 型功率管T38的漏極、高頻濾波電容C38的一端和高頻電容C36的一端、高頻電容C34的一 端、高頻電容C34的一端、電壓傳感器TV2的一端和保險(xiǎn)F7的一端，
[0054] 電流傳感器CT34的一端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T37的漏極和絕緣柵雙極 型功率管T38的源極，電流傳感器CT34的另一端連接平波電抗器L34的一端，平波電抗器 L34的另一端同時(shí)連接平波電抗器L31的平波電抗器L31的另一端、高頻濾波電容C32的 另一端、平波電抗器L32的另一端、高頻濾波電容C34的另一端、平波電抗器L33的另一端、 1?頻濾波電容C36的另一端、1?頻濾波電容C38的另一端、電壓傳感器TV2的另一端和保險(xiǎn) F6的一端；
[0055] 保險(xiǎn)F6的另一端連接隔離開關(guān)QF2中一個(gè)開關(guān)的一端，該開關(guān)的另一端同時(shí)連接 電壓傳感器VT3的一端、放電控制開關(guān)SW2的一端和超級(jí)電容CSC的一端，
[0056] 保險(xiǎn)F7的另一端同時(shí)連接隔離開關(guān)QF2中另一個(gè)開關(guān)的一端，該開關(guān)的另一端同 時(shí)連接電壓傳感器VT3的另一端、電阻R2的一端和超級(jí)電容CSC的另一端，電阻R2的另一 端連接放電控制開關(guān)SW2的另一端；
[0057] 絕緣柵雙極型功率管T41的柵極、絕緣柵雙極型功率管T42的柵極、絕緣柵雙極型 功率管T43的柵極、絕緣柵雙極型功率管T44的柵極、絕緣柵雙極型功率管T45的柵極和絕 緣柵雙極型功率管T46的柵極均連接二號(hào)控制板42的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端；
[0058] -號(hào)控制板32的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T31的柵極、絕緣 柵雙極型功率管T32的柵極、絕緣柵雙極型功率管T33的柵極、絕緣柵雙極型功率管T34的 柵極、絕緣柵雙極型功率管T35的柵極、絕緣柵雙極型功率管T36的柵極、絕緣柵雙極型功 率管T37的柵極和絕緣柵雙極型功率管T38的柵極；
[0059] 電流傳感器CT31采集信號(hào)端同時(shí)連接電流傳感器CT32采集信號(hào)端、電流傳感器 CT33采集信號(hào)端、電流傳感器CT34采集信號(hào)端和一號(hào)控制板32的電流采集信號(hào)輸入端，
[0060] 電壓傳感器TV2的電壓米集信號(hào)輸出端連接一號(hào)控制板32的轉(zhuǎn)換后電壓信號(hào)輸 入端，電壓傳感器TV1的電壓采集信號(hào)輸出端連接一號(hào)控制板32的逆變/整流后電壓信號(hào) 輸入端，
[0061] 隔離電源7同時(shí)為一號(hào)控制板32、PAC控制器12和二號(hào)控制板42供電；
[0062] 一號(hào)控制板32充放電控制信號(hào)輸入充放電狀態(tài)反饋信號(hào)輸出端連接PAC控制器 12的充放電控制信號(hào)輸出充放電狀態(tài)反饋信號(hào)輸入端，二號(hào)控制板42的電網(wǎng)電流信號(hào)輸 入電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接PAC控制器12的電網(wǎng)電流信號(hào)輸入出電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào) 輸入端，
[0063] PAC控制器12的采集信號(hào)輸入采集控制信號(hào)輸出端連接模擬量采集板11的采集 信號(hào)輸出采集控制信號(hào)輸入端；模擬量采集板11的采集信號(hào)輸入端連接電壓傳感器VT3的 采集信號(hào)輸出端；
[0064] PAC控制器12的開關(guān)控制信號(hào)輸出端連接開關(guān)量板13的開關(guān)控制信號(hào)輸入端，開 關(guān)量板14用于控制三相隔尚開關(guān)QF1、三相空氣開關(guān)KM1和相隔尚開關(guān)QF2。
[0065] PAC控制器采用XP-8741-AT0M、控制單元1還包括總線模塊CAN-8423CAN，PAC控 制器、一號(hào)控制板和二號(hào)控制板均掛接在總線模塊CAN-8423CAN上，數(shù)字量輸入I-8041W、 數(shù)字量輸出I-8040PW和模擬量輸入1-8014。
[0066] PAC控制器 XP-8741-AT0M采用 Intel AT0MZ500 Series CPU (32-bit)，配備了 1GB 內(nèi)存和8GB的閃存，具有兩個(gè)以太網(wǎng)接口、四個(gè)USB2.0的接口、雙電源輸入、兩個(gè)看門狗以 及雙電池后備的 SRAM，采用 WindowsEmbedded Standard 2009 操作系統(tǒng)；CAN-8423CAN是一 種具有高度安全性且有效支持分散式實(shí)時(shí)控制的串行通訊總線，
[0067] 超級(jí)電容選擇美國(guó)Maxwell的2. 7V單體超級(jí)電容器通過串并聯(lián)形式實(shí)現(xiàn)較高電 壓。多重DC/DC單元3中功率開關(guān)選擇英飛凌產(chǎn)品，一號(hào)控制板中數(shù)字信號(hào)處理器DSP實(shí) 現(xiàn)對(duì)功率開關(guān)管的控制，本實(shí)施例中一號(hào)控制板采用TI公司的TMS320F28XX系列芯片，電 壓傳感器VT2選用LEM的霍爾高精度傳感器，直流母線濾波電容采用多個(gè)電解電容串并聯(lián) 實(shí)現(xiàn)，電流傳感器選擇LEM的1000A霍爾電流傳感器。四象限整流/逆變單元4中功率開 關(guān)選擇英飛凌產(chǎn)品，二號(hào)控制板中數(shù)字信號(hào)處理器DSP實(shí)現(xiàn)對(duì)功率開關(guān)管的控制，本實(shí)施 例二號(hào)控制板采用TI公司的TMS320F28XX系列芯片，電流傳感器選擇LEM的1000A霍爾電 流傳感器。
[0068]
【具體實(shí)施方式】三、本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】二所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償裝置的進(jìn)一步說明，主控制器單元1還包括觸摸屏14,所述觸摸屏14的控制信號(hào)輸 出顯示信號(hào)輸入端連接PAC控制器12的控制信號(hào)輸入顯示信號(hào)輸出端。
[0069]
【具體實(shí)施方式】四、本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】二所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償裝置的進(jìn)一步說明，主控制器單元1還包括無線收發(fā)裝置15 ;所述無線收發(fā)裝置15 的無線收發(fā)控制信號(hào)輸入數(shù)據(jù)輸出端連接PAC控制器12無線收發(fā)控制信號(hào)輸出數(shù)據(jù)輸入 端。
【具體實(shí)施方式】 [0070] 五、本實(shí)施方式是采用一所述天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ摲椒ǖ木唧w步驟為：
[0071] 步驟一：開啟隔離電源為多重DC/DC單元3、四象限整流/逆變單元4和基于PAC 的主控單元1供電，主控制器單元1根據(jù)天然氣電站和負(fù)載對(duì)天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ) 償裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；
[0072] 所述設(shè)置的參數(shù)包括對(duì)補(bǔ)償裝置輸出的額定電壓、補(bǔ)償裝置輸出的額定電流、補(bǔ) 償裝置輸出的額定功率、四象限整流/逆變單元4的閉環(huán)控制參數(shù)，多重DC/DC單元3的充 電和放電閉環(huán)控制參數(shù)所述四象限整流/逆變單元4的閉環(huán)控制參數(shù)包括電流閉環(huán)PI控 制器的比例增益和積分增益，多重DC/DC單元3的充電和放電閉環(huán)控制參數(shù)包括電流閉環(huán) PI控制器的比例增益和積分增益；
[0073] 步驟二：當(dāng)電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元6的開關(guān)合閘，多重DC/DC單元3內(nèi)的直流母線 電壓到達(dá)預(yù)定值；多重DC/DC單元3對(duì)儲(chǔ)能單元2進(jìn)行充電；（該預(yù)定值為直流母線額定電 壓的80% ;)
[0074] 步驟三：主控制器單元1控制四象限整流/逆變單元4工作于PWM(脈沖寬度調(diào) 制）整流模式，多重DC/DC單元3工作于Buck斬波模式，給儲(chǔ)能單元2充電，直到儲(chǔ)能單元 2的超級(jí)電容的電壓上升到預(yù)定值時(shí)停止充電，電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元6開始對(duì)天然氣電 站的負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)；
[0075] Buck斬波模式，為降壓斬波模式，實(shí)現(xiàn)直流母線電壓到儲(chǔ)能單元的降壓變換，此時(shí) 電流由直流母線流向超級(jí)電容，達(dá)到給超級(jí)電容充電的目的；
[0076] boost斬波模式，為升壓斬波模式，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能單元到直流母線電壓的升壓變換，這 時(shí)電流由超級(jí)電容流向直流母線，達(dá)到由超級(jí)電容放電的目的；
[0077] 步驟四：當(dāng)天然氣電站出現(xiàn)沖擊負(fù)載時(shí)，主控制器單元1根據(jù)沖擊性負(fù)載的自適 應(yīng)補(bǔ)償控制算調(diào)整四象限整流/逆變單元4的功率輸出，且令多重DC/DC單元3工作于 Boost模式，實(shí)現(xiàn)固定直流母線電壓不變，實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)有功功率的補(bǔ)償；
[0078] 步驟五：當(dāng)四象限整流/逆變單元4輸出的功率總電流超出了補(bǔ)償裝置輸出電流 的額定值時(shí)，主控制器單元1根據(jù)P/Q容量自動(dòng)分配控制算法，計(jì)算瞬變有功補(bǔ)償電流和無 功補(bǔ)償電流，控制四象限整流/逆變單元4優(yōu)先輸出瞬變有功功率，同時(shí)輸出無功功率；實(shí) 現(xiàn)對(duì)天然氣電站出現(xiàn)時(shí)的瞬變電流動(dòng)態(tài)有功功率的補(bǔ)償；
[0079] 步驟六：當(dāng)天然氣電站存在非線性負(fù)載時(shí)，主控制器單元1根據(jù)諧波功率吸納控 制算法，調(diào)整四象限整流/逆變單元4輸出諧波電流，使天然氣發(fā)電機(jī)輸出正弦波電流，實(shí) 現(xiàn)對(duì)負(fù)載諧波功率的吸納，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣電站出現(xiàn)非線性負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)有功功率補(bǔ)償。
[0080] 沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法得出電流指令后，通過四象限整流/逆變單元4動(dòng)作實(shí)現(xiàn) 對(duì)系統(tǒng)輸出功率的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償裝置輸出電流自適應(yīng)跟蹤電流指令。這里使用電流 的滯環(huán)控制，這種方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的直接控制，采用PWM控制技術(shù)對(duì)電流波形的實(shí)時(shí)值 進(jìn)行反饋跟蹤控制。與間接控制相比，這種電流的直接控制具有較快的響應(yīng)速度和較高的 控制精度。在這種控制方法下，電能補(bǔ)償單元實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)受控電流源，通過對(duì)負(fù)荷電 流的檢測(cè)，可以得到需要補(bǔ)償?shù)墓β孰娏鳎瑢?duì)系統(tǒng)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】 [0081] 六、本實(shí)施方式是對(duì)五所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ倪M(jìn)一步說明，步驟四所述的控制器單元1根據(jù)沖擊性負(fù) 載的自適應(yīng)補(bǔ)償控制算調(diào)整四象限整流/逆變單元4的功率輸出的方法為：
[0082] 通過電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元6采集天然氣電站的負(fù)載電流iMAD，同時(shí)采集補(bǔ)償裝 置電流i UPQC，對(duì)負(fù)載電流和補(bǔ)償裝置電流iUPQC進(jìn)行abc/dq坐標(biāo)變換（三相靜止坐標(biāo)系 abc/兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq)，獲取負(fù)載有功電流和補(bǔ)償裝置有功電流i qUPQ。；負(fù)載有 功電流通過高通濾波得到有功電流高頻暫態(tài)分量ihp，主控制器單元1控制四象限整 流/逆變單元4輸出有功電流i qUPQC； = ihp。
[0083] 【具體實(shí)施方式】七、本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】五所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ倪M(jìn)一步說明，步驟五中四象限整流/逆變單元4輸出的 功率總電流為：
【權(quán)利要求】
1. 天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，其特征在于，該裝置包括基于PAC的主控單元 (1)、儲(chǔ)能單元（2)、多重DC/DC單元（3)、四象限整流/逆變單元（4)、LCL濾波單元（5)、電 站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元（6)和隔離電源（7); 電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元（6)用于檢測(cè)天然氣電站供電網(wǎng)的三相電流信號(hào)，電站網(wǎng)絡(luò)信 息檢測(cè)單元（6)的電流采集信號(hào)輸出端連接四象限整流/逆變單元（4)的電網(wǎng)電流采集信 號(hào)輸入端，電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元（6)的三相電流信號(hào)經(jīng)LCL濾波單元（5)濾波后輸入至 四象限整流/逆變單元（4)的三相電流信號(hào)輸入端， 基于PAC的主控單元（1)的電網(wǎng)電流信號(hào)輸入電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接四象限整 流/逆變單元（4)的電網(wǎng)電流信號(hào)輸出電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入端，多重DC/DC單元（3)的 儲(chǔ)能信號(hào)輸出端連接儲(chǔ)能單元（2)的儲(chǔ)能信號(hào)輸入端，多重DC/DC單元（3)的充放電控制 信號(hào)輸入充放電狀態(tài)反饋信號(hào)輸出端連接基于PAC的主控單元（1)的充放電控制信號(hào)輸出 充放電狀態(tài)反饋信號(hào)輸入端，基于PAC的主控單元（1)的采集開關(guān)控制信號(hào)輸出端連接電 站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元（6)的采集開關(guān)控制信號(hào)輸入端，基于PAC的主控單元（1)的儲(chǔ)能開 關(guān)控制信號(hào)輸出端連接儲(chǔ)能單元（2)的儲(chǔ)能開關(guān)控制信號(hào)輸入端，所述隔離電源用于為多 重DC/DC單元（3)、四象限整流/逆變單元（4)和基于PAC的主控單元（1)供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，其特征在于，控制單元 (1)包括模擬量采集板（11)、PAC控制器（12)和開關(guān)量板（13); 儲(chǔ)能單元（2)包括超級(jí)電容CSC、放電電阻R1、放電控制開關(guān)SW2、電壓傳感器VT3、隔 離開關(guān)QF2、保險(xiǎn)F6和保險(xiǎn)F7 ;隔離開關(guān)QF2包括兩個(gè)開關(guān)，所述兩個(gè)開關(guān)為聯(lián)動(dòng)開關(guān)， 多重DC/DC單元（3)包括功率開關(guān)模塊CM31、功率開關(guān)模塊CM32、功率開關(guān)模塊CM33、 功率開關(guān)模塊CM34、一號(hào)控制板（32)、電壓傳感器TV1、電壓傳感器TV2和直流母線濾波電 容C0 ; 功率開關(guān)模塊CM31包括高頻濾波電容C31、絕緣柵雙極型功率管T31、絕緣柵雙極型功 率管T32、電流傳感器CT31、平波電抗器L31和高頻濾波電容C32 ; 功率開關(guān)模塊CM32包括高頻濾波電容C33、絕緣柵雙極型功率管T33、絕緣柵雙極型功 率管T34、電流傳感器CT32、平波電抗器L32和高頻濾波電容C34 ; 功率開關(guān)模塊CM33包括高頻濾波電容C35、絕緣柵雙極型功率管T35、絕緣柵雙極型功 率管T36、電流傳感器CT33、平波電抗器L34和高頻濾波電容C36 ; 功率開關(guān)模塊CM34包括高頻濾波電容C37、絕緣柵雙極型功率管T37、絕緣柵雙極型功 率管T38、電流傳感器CT34、平波電抗器L34和高頻濾波電容C38 ; 四象限整流/逆變單元（4)包括四個(gè)功率開關(guān)模塊，功率開關(guān)模塊CM41、功率開關(guān)模塊CM42、功率開關(guān)模塊CM43和二號(hào)控制板（42); 功率開關(guān)模塊CM41包括電流傳感器CT41、絕緣柵雙極型功率管T41、絕緣柵雙極型功 率管T42和高頻率波電容C41 ; 功率開關(guān)模塊CM42包括電流傳感器CT42、絕緣柵雙極型功率管T43、絕緣柵雙極型功 率管T44和高頻率波電容C42 ; 功率開關(guān)模塊CM43包括電流傳感器CT43、絕緣柵雙極型功率管T45、絕緣柵雙極型功 率管T46和高頻率波電容C43 ; LCL濾波單兀（5)包括平波電抗器L51、平波電抗器L52、平波電抗器L53、平波電抗器 L54、平波電抗器L55、平波電抗器L56、濾波電容C51、濾波電容C52和濾波電容C53 電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元（6)包括三相隔離開關(guān)QF1、三相空氣開關(guān)KM1、電壓傳感器VT61、電壓傳感器VT62、保險(xiǎn)F61、保險(xiǎn)F62和保險(xiǎn)F63 ; 三相隔離開關(guān)QF1和三相空氣開關(guān)KM1均為三相聯(lián)動(dòng)開關(guān)，三相隔離開關(guān)QF1與三相 空氣開關(guān)KM1串聯(lián)，三相隔離開關(guān)QF1的的三個(gè)固定端分別連接天然氣電站的三相電源，三 相空氣開關(guān)KM1的三個(gè)活動(dòng)端分別通過保險(xiǎn)F61、保險(xiǎn)F62和保險(xiǎn)F63與LCL濾波單元（5) 的波電抗器L51、平波電抗器L53和平波電抗器L55串聯(lián)；波電抗器L51的另一端同時(shí)連接 平波電抗器L52的一端和濾波電容C51的一端，濾波電容C51的另一端接濾波電容的三相 中性點(diǎn)CN、平波電抗器L53的另一端同時(shí)連接平波電抗器L54的一端和濾波電容C52的一 端，濾波電容C52的另一端接濾波電容的三相中性點(diǎn)CN，平波電抗器L55的另一端同時(shí)連接 平波電抗器L56的一端和濾波電容C53的一端，濾波電容C53的另一端接濾波電容的三相 中性點(diǎn)CN， 平波電抗器L52的另一端連接電流傳感器CT41的一端，電流傳感器CT41的另一端同 時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T41的漏極和絕緣柵雙極型功率管T42的源極，緣柵雙極型功 率管T41的源極同時(shí)連接電容C41的一端、電壓傳感器TV1的一端、直流母線濾波電容C0 的一端、高頻濾波電容C31的一端、高頻濾波電容C37的一端、絕緣柵雙極型功率管T37的 源極和絕緣柵雙極型功率管T31的源極，絕緣柵雙極型功率管T42的漏極同時(shí)連接電容C41 的另一端、電壓傳感器TV1的另一端、高頻濾波電容C31的另一端、絕緣柵雙極型功率管T32 的漏極和電容C32的一端； 電流傳感器CT31的一端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T31的漏極和絕緣柵雙極型功 率管T32的源極；電流傳感器CT31的另一端連接平波電抗器L31的一端， 平波電抗器L54的另一端連接電流傳感器CT42的一端，電流傳感器CT42的另一端同 時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T43的漏極和絕緣柵雙極型功率管T44的源極，絕緣柵雙極型 功率管T43的源極同時(shí)連接高頻濾波電容C33的一端、高頻濾波電容C42的一端和絕緣柵 雙極型功率管T33的源極；絕緣柵雙極型功率管T44的漏極同時(shí)連接電容C42的另一端、高 頻濾波電容C33的另一端、絕緣柵雙極型功率管T34的漏極和電容C34的一端； 電流傳感器CT32的一端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T33的漏極和絕緣柵雙極型功 率管T34的源極；電流傳感器CT32的另一端連接平波電抗器L32的一端； 平波電抗器L56的另一端連接電流傳感器CT43的一端，電流傳感器CT43的另一端同 時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T45的漏極和絕緣柵雙極型功率管T46的源極，絕緣柵雙極型 功率管T45的源極同時(shí)連接高頻電容C43的一端高頻濾波電容C35的一端和絕緣柵雙極型 功率管T35的源極， 絕緣柵雙極型功率管T46的漏極同時(shí)連接電容C43的另一端、高頻濾波電容C35的另 一端、絕緣柵雙極型功率管T36的漏極和高頻電容C36的一端； 電流傳感器CT33的一端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T35的漏極和絕緣柵雙極型功 率管T36的源極；電流傳感器CT33的另一端連接平波電抗器L33的一端， 直流母線濾波電容C0的另一端同時(shí)連接高頻濾波電容C37的另一端、絕緣柵雙極型功 率管T38的漏極、高頻濾波電容C38的一端和高頻電容C36的一端、高頻電容C34的一端、 高頻電容C34的一端、電壓傳感器TV2的一端和保險(xiǎn)F7的一端， 電流傳感器CT34的一端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T37的漏極和絕緣柵雙極型功 率管T38的源極，電流傳感器CT34的另一端連接平波電抗器L34的一端，平波電抗器L34的 另一端同時(shí)連接平波電抗器L31的平波電抗器L31的另一端、高頻濾波電容C32的另一端、 平波電抗器L32的另一端、高頻濾波電容C34的另一端、平波電抗器L33的另一端、高頻濾 波電容C36的另一端、高頻濾波電容C38的另一端、電壓傳感器TV2的另一端和保險(xiǎn)F6的 一端； 保險(xiǎn)F6的另一端連接隔離開關(guān)QF2中一個(gè)開關(guān)的一端，該開關(guān)的另一端同時(shí)連接電壓 傳感器VT3的一端、放電控制開關(guān)SW2的一端和超級(jí)電容CSC的一端， 保險(xiǎn)F7的另一端同時(shí)連接隔離開關(guān)QF2中另一個(gè)開關(guān)的一端，該開關(guān)的另一端同時(shí)連 接電壓傳感器VT3的另一端、電阻R2的一端和超級(jí)電容CSC的另一端，電阻R2的另一端連 接放電控制開關(guān)SW2的另一端； 絕緣柵雙極型功率管T41的柵極、絕緣柵雙極型功率管T42的柵極、絕緣柵雙極型功率 管T43的柵極、絕緣柵雙極型功率管T44的柵極、絕緣柵雙極型功率管T45的柵極和絕緣柵 雙極型功率管T46的柵極均連接二號(hào)控制板（42)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端； 一號(hào)控制板（32)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端同時(shí)連接絕緣柵雙極型功率管T31的柵極、絕緣柵 雙極型功率管T32的柵極、絕緣柵雙極型功率管T33的柵極、絕緣柵雙極型功率管T34的柵 極、絕緣柵雙極型功率管T35的柵極、絕緣柵雙極型功率管T36的柵極、絕緣柵雙極型功率 管T37的柵極和絕緣柵雙極型功率管T38的柵極； 電流傳感器CT31采集信號(hào)端同時(shí)連接電流傳感器CT32采集信號(hào)端、電流傳感器CT33 采集信號(hào)端、電流傳感器CT34采集信號(hào)端和一號(hào)控制板（32)的電流采集信號(hào)輸入端， 電壓傳感器TV2的電壓采集信號(hào)輸出端連接一號(hào)控制板（32)的轉(zhuǎn)換后電壓信號(hào)輸入 端，電壓傳感器TV1的電壓采集信號(hào)輸出端連接一號(hào)控制板（32)的逆變/整流后電壓信號(hào) 輸入端， 隔離電源（7)同時(shí)為一號(hào)控制板（32)、PAC控制器（12)和二號(hào)控制板（42)供電； 一號(hào)控制板（32)充放電控制信號(hào)輸入充放電狀態(tài)反饋信號(hào)輸出端連接PAC控制器 (12)的充放電控制信號(hào)輸出充放電狀態(tài)反饋信號(hào)輸入端，二號(hào)控制板（42)的電網(wǎng)電流信 號(hào)輸入電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接PAC控制器（12)的電網(wǎng)電流信號(hào)輸入出電流轉(zhuǎn)換控 制信號(hào)輸入端， PAC控制器（12)的采集信號(hào)輸入采集控制信號(hào)輸出端連接模擬量采集板（11)的采集 信號(hào)輸出采集控制信號(hào)輸入端；模擬量采集板（11)的采集信號(hào)輸入端連接電壓傳感器VT3 的采集信號(hào)輸出端； PAC控制器（12)的開關(guān)控制信號(hào)輸出端連接開關(guān)量板（13)的開關(guān)控制信號(hào)輸入端，開 關(guān)量板（14)用于控制三相隔尚開關(guān)QF1、三相空氣開關(guān)KM1和相隔尚開關(guān)QF2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，其特征在于，主控制器 單元⑴還包括觸摸屏（14)，所述觸摸屏（14)的控制信號(hào)輸出顯示信號(hào)輸入端連接PAC控 制器（12)的控制信號(hào)輸入顯不信號(hào)輸出端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，其特征在于，主控制器 單元（1)還包括無線收發(fā)裝置（15);所述無線收發(fā)裝置（15)的無線收發(fā)控制信號(hào)輸入數(shù) 據(jù)輸出端連接PAC控制器（12)無線收發(fā)控制信號(hào)輸出數(shù)據(jù)輸入端。
5. 采用權(quán)利要求1所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒?，?其特征在于，該方法的具體步驟為： 步驟一：開啟隔離電源為多重DC/DC單元（3)、四象限整流/逆變單元（4)和基于PAC的主控單元（1)供電，主控制器單元（1)根據(jù)天然氣電站和負(fù)載對(duì)天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)定； 所述設(shè)置的參數(shù)包括對(duì)補(bǔ)償裝置輸出的額定電壓、補(bǔ)償裝置輸出的額定電流、補(bǔ)償裝 置輸出的額定功率、四象限整流/逆變單元（4)的閉環(huán)控制參數(shù)，多重DC/DC單元（3)的充 電和放電閉環(huán)控制參數(shù)所述四象限整流/逆變單元（4)的閉環(huán)控制參數(shù)包括電流閉環(huán)PI 控制器的比例增益和積分增益，多重DC/DC單元（3)的充電和放電閉環(huán)控制參數(shù)包括電流 閉環(huán)PI控制器的比例增益和積分增益； 步驟二：當(dāng)電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元（6)的開關(guān)合閘，多重DC/DC單元⑶內(nèi)的直流母線 電壓到達(dá)預(yù)定值；多重DC/DC單元（3)對(duì)儲(chǔ)能單元（2)進(jìn)行充電； 步驟三：主控制器單元（1)控制四象限整流/逆變單元（4)工作于PWM整流模式，多重DC/DC單元（3)工作于Buck斬波模式，給儲(chǔ)能單元（2)充電，直到儲(chǔ)能單元（2)的超級(jí)電容 的電壓上升到預(yù)定值時(shí)停止充電，電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元（6)開始對(duì)天然氣電站的負(fù)載進(jìn) 行檢測(cè)； 步驟四：當(dāng)天然氣電站出現(xiàn)沖擊負(fù)載時(shí)，主控制器單元（1)根據(jù)沖擊性負(fù)載的自適應(yīng) 補(bǔ)償控制算調(diào)整四象限整流/逆變單元（4)的功率輸出，且令多重DC/DC單元（3)工作于 Boost模式，實(shí)現(xiàn)固定直流母線電壓不變，實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)有功功率的補(bǔ)償； 步驟五：當(dāng)四象限整流/逆變單元（4)輸出的功率總電流超出了補(bǔ)償裝置輸出電流的 額定值時(shí)，主控制器單元（1)根據(jù)P/Q容量自動(dòng)分配控制算法，計(jì)算瞬變有功補(bǔ)償電流和無 功補(bǔ)償電流，控制四象限整流/逆變單元（4)優(yōu)先輸出瞬變有功功率，同時(shí)輸出無功功率； 實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣電站出現(xiàn)時(shí)的瞬變電流動(dòng)態(tài)有功功率的補(bǔ)償； 步驟六：當(dāng)天然氣電站存在非線性負(fù)載時(shí)，主控制器單元（1)根據(jù)諧波功率吸納控制 算法，調(diào)整四象限整流/逆變單元（4)輸出諧波電流，使天然氣發(fā)電機(jī)輸出正弦波電流，實(shí) 現(xiàn)對(duì)負(fù)載諧波功率的吸納，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣電站出現(xiàn)非線性負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)有功功率補(bǔ)償。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒?，?特征在于，步驟四所述的控制器單元（1)根據(jù)沖擊性負(fù)載的自適應(yīng)補(bǔ)償控制算調(diào)整四象限 整流/逆變單元（4)的功率輸出的方法為 ： 通過電站網(wǎng)絡(luò)信息檢測(cè)單元（6)采集天然氣電站的負(fù)載電流，同時(shí)采集補(bǔ)償裝置 電流iUPQC，對(duì)負(fù)載電流i_和補(bǔ)償裝置電流iuw進(jìn)行abc/dq坐標(biāo)變換，獲取負(fù)載有功電流 i_AD和補(bǔ)償裝置有功電流iqUPQC ;負(fù)載有功電流i_AD通過高通濾波得到有功電流高頻暫態(tài) 分量ihp，主控制器單元⑴控制四象限整流/逆變單元⑷輸出有功電流iqUPQC=ihp。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒?，?br>
特征在于，步驟五中四象限整流/逆變單元（4)輸出的功率總電流為： 式 9 中，iqUPQ。為補(bǔ)償側(cè)有功電流；ipUPQ。為補(bǔ)償側(cè)無功電流； 當(dāng)四象限整流/逆變單元（4)輸出的功率總電流超出了補(bǔ)償裝置輸出電流的額定值 時(shí)；瞬變有功補(bǔ)償電流為：iqUPQ。 無功補(bǔ)償電流為：
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天然氣電站沖擊負(fù)載動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ?其特征在于，步驟六中，當(dāng)天然氣電站存在非線性負(fù)載時(shí)，天然氣電站中的負(fù)載有功電流為 ^LOAD-ilLOAD+ihLOAD， 其中imMD為負(fù)載有功電流低頻成分，為負(fù)載有功電流高頻成分； 控制器單元（1)根據(jù)諧波功率吸納控制算法，調(diào)整四象限整流/逆變單元（4)輸出諧 波電流為：iuPQC+ihLOAD; 負(fù)載的負(fù)載有功電流高頻成分由補(bǔ)償裝置輸出，天然氣發(fā)電機(jī)只輸出負(fù)載有功電流的 低頻部分，天然氣發(fā)電機(jī)輸出正弦波電流。
【文檔編號(hào)】H02J3/24GK104410086SQ201410803034
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】孫力, 李樹生, 段建東, 王志剛, 國(guó)海峰, 王令金, 李尋跡, 郭安東, 張潤(rùn)松, 劉龍海, 趙克, 吳鳳江, 安群濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)