一種基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)；整流單元；太陽(yáng)能光伏電池板；直流升壓?jiǎn)卧?；H橋逆變單元；變壓器；并網(wǎng)逆變器；直流chopper單元；直流電流檢測(cè)裝置；直流電壓檢測(cè)裝置；交流電壓檢測(cè)裝置；控制器，其分別與所述直流電流檢測(cè)裝置、直流電壓檢測(cè)裝置、整流單元、風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及直流升壓?jiǎn)卧B接，控制器根據(jù)交流電壓檢測(cè)裝置傳輸?shù)慕涣麟妷褐蹬袛嚯娋W(wǎng)的工作狀態(tài)，以控制H橋逆變單元輸出交流電壓而對(duì)電網(wǎng)電壓跌落或浪涌進(jìn)行補(bǔ)償，所述控制器還控制并網(wǎng)逆變器向電網(wǎng)注入電能，以及控制直流chopper單元釋放電能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電壓補(bǔ)償裝置，尤其涉及一種基于風(fēng)光電互補(bǔ)的電壓補(bǔ)償裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)電能質(zhì)量水平的要求很高，電能質(zhì)量問(wèn)題不僅會(huì)給工業(yè)界帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，如停工和再啟動(dòng)導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，損壞反應(yīng)靈敏設(shè)備，報(bào)廢半成品，降低產(chǎn)品質(zhì)量，造成營(yíng)銷(xiāo)困難而損害公司形象及和用戶(hù)的良好商業(yè)關(guān)系等，而且也會(huì)給醫(yī)療等重要用電部門(mén)的設(shè)備帶來(lái)危害，引起嚴(yán)重的生產(chǎn)和運(yùn)行事故。美國(guó)電力研究院(EPRI)研究顯示，電能質(zhì)量問(wèn)題每年導(dǎo)致美國(guó)工業(yè)在數(shù)據(jù)，材料和生產(chǎn)力上的損失達(dá)300億美元(Electric Power Research Institute, 1999);日本等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)電能質(zhì)量要求也很高。隨著我國(guó)高科技工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)電能質(zhì)量水平的要求越來(lái)越高，電壓跌落、浪涌是其中的主要問(wèn)題，雖然電壓跌落、浪涌持續(xù)時(shí)間短，但是它會(huì)引起工業(yè)過(guò)程的中斷或停工，而所引起工業(yè)過(guò)程的停工期間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于事故的本身時(shí)間，因此所造成的損失很大。
[0003]傳統(tǒng)的方法，如電壓調(diào)節(jié)器并不能解決這些問(wèn)題，而不間斷電源UPS裝置雖能解決這些問(wèn)題，但是其成本和運(yùn)行費(fèi)用都極其昂貴。為了解決上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外對(duì)動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器開(kāi)展了研究。相比于UPS，動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器能有效解決電壓陷落的問(wèn)題，但是，儲(chǔ)能問(wèn)題一直困擾著動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器的研究，雖然有人提出最小能量注入法等先進(jìn)的方法，但是額外的儲(chǔ)能始終影響其進(jìn)一步推廣、發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其利用風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)電網(wǎng)中的電壓跌落浪涌進(jìn)行補(bǔ)償，從而確保負(fù)荷電壓不發(fā)生變化，進(jìn)而保護(hù)了負(fù)荷；同時(shí)，該裝置可利用風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電為電網(wǎng)電能提供補(bǔ)充供給，從而不需要設(shè)置額外的儲(chǔ)能元件。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其包括:
[0006]風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其將風(fēng)力轉(zhuǎn)化為交流電輸出；
[0007]整流單元，其交流輸入端與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端連接，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出端輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出；
[0008]太陽(yáng)能光伏電池板，其將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電輸出；
[0009]直流升壓?jiǎn)卧漭斎攵伺c太陽(yáng)能光伏電池板的輸出端連接；
[0010]H橋逆變單元，其直流母線與所述整流單元的直流輸出端和直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆诉B接；
[0011]變壓器，其初級(jí)線圈與所述H橋逆變單元的輸出端連接，變壓器的次級(jí)線圈用于串接在電網(wǎng)中；
[0012]并網(wǎng)逆變器，其直流母線與所述H橋逆變單元的直流母線連接于一結(jié)點(diǎn)，并網(wǎng)逆變器的輸出端用于與電網(wǎng)連接；
[0013]直流chopper單元,其直流母線與所述H橋逆變單元的直流母線連接于所述結(jié)占.
[0014]風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置，其與整流單元的直流輸出端連接，以檢測(cè)整流單元輸出的電流；
[0015]風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置，其與整流單元的直流輸出端連接，以檢測(cè)整流單元輸出的電壓；
[0016]光電直流電流檢測(cè)裝置，其與直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆诉B接，以檢測(cè)直流升壓?jiǎn)卧敵龅碾娏鳎?br> [0017]光電直流電壓檢測(cè)裝置，其與直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆诉B接，以檢測(cè)直流升壓?jiǎn)卧敵龅碾妷海?br> [0018]交流電壓檢測(cè)裝置，其用以與電網(wǎng)連接，以檢測(cè)電網(wǎng)的電壓；
[0019]控制器，其分別與所述風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置、風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置、光電直流電流檢測(cè)裝置、光電直流電壓檢測(cè)裝置、整流單元、直流升壓?jiǎn)卧惋L(fēng)力發(fā)電機(jī)連接，所述控制器接收風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置和風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置分別傳輸?shù)娘L(fēng)電直流電流值和風(fēng)電直流電壓值，調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以對(duì)整流單元進(jìn)行最大功率跟蹤控制；所述控制器還接收光電直流電流檢測(cè)裝置和光電直流電壓檢測(cè)裝置分別傳輸?shù)墓怆娭绷麟娏髦岛凸怆娭绷麟妷褐?，以?duì)直流升壓?jiǎn)卧M(jìn)行最大功率跟蹤控制；所述控制器還與交流電壓檢測(cè)裝置、H橋逆變單元、并網(wǎng)逆變器和直流chopper單元連接，所述控制器根據(jù)交流電壓檢測(cè)裝置傳輸?shù)慕涣麟妷褐蹬袛嚯娋W(wǎng)的工作狀態(tài)，以控制H橋逆變單元輸出交流電壓而對(duì)電網(wǎng)電壓跌落或浪涌進(jìn)行補(bǔ)償，所述控制器還控制并網(wǎng)逆變器向電網(wǎng)注入電能，以及控制直流chopper單元釋放電能。
[0020]本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置中，所述控制器可以是數(shù)字信號(hào)處理器、單片機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子器件或智能設(shè)備；所述判斷電網(wǎng)的工作狀態(tài)包括檢測(cè)電網(wǎng)電壓Us是否正常，如是否有電壓跌落或浪涌。本實(shí)用新型所述的裝置對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能光伏電池板產(chǎn)生的電能進(jìn)行控制分配；控制器根據(jù)交流電壓檢測(cè)裝置輸出判斷電網(wǎng)的工作狀態(tài)；判斷電網(wǎng)的工作狀態(tài)正常時(shí)，控制器控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能光伏電池板產(chǎn)生的電能通過(guò)并網(wǎng)逆變器向電網(wǎng)注入；判斷電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落時(shí)，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能光伏電池板產(chǎn)生的電能通過(guò)H橋逆變單元以及變壓器快速輸出相應(yīng)的補(bǔ)償電壓量，使得負(fù)載端的電壓保持不變，從而保護(hù)了負(fù)載，同時(shí)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能光伏電池板產(chǎn)生的電能通過(guò)并網(wǎng)逆變器向電網(wǎng)注入；判斷電網(wǎng)發(fā)生電壓浪涌時(shí)，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能光伏電池板產(chǎn)生的電能通過(guò)H橋逆變單元以及變壓器快速輸出相應(yīng)的補(bǔ)償電壓量，使得負(fù)載端的電壓保持不變，從而保護(hù)了負(fù)載，同時(shí)利用直流Chopper單元釋放直流母線多余的能量，維持直流母線電壓的穩(wěn)定。
[0021]本實(shí)用新型所述的裝置利用了綠色環(huán)保的風(fēng)能和太陽(yáng)能，解決了電網(wǎng)電壓跌落與浪涌的補(bǔ)償以及儲(chǔ)能問(wèn)題，此外裝置中的并網(wǎng)逆變器采取前饋方式，從而不增加變壓器與H橋逆變單元的額外容量。
[0022]進(jìn)一步地，在上述基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置中，所述控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器。
[0023]進(jìn)一步地，在上述基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置中，所述控制器包括單片機(jī)。
[0024]進(jìn)一步地，在上述基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置中，所述控制器包括計(jì)算機(jī)。
[0025]進(jìn)一步地，在上述基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置中，所述風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置和/或光電直流電流檢測(cè)裝置分別包括直流電流傳感器。
[0026]進(jìn)一步地，在上述基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置中，所述風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置和/或光電直流電壓檢測(cè)裝置分別包括直流電壓傳感器。
[0027]進(jìn)一步地，在上述基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置中，所述交流電壓檢測(cè)裝置包括交流電壓傳感器。
[0028]采用上述基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置進(jìn)行電壓跌落浪涌補(bǔ)償?shù)姆椒òú襟E:
[0029]采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為交流電輸出，采用太陽(yáng)能光伏電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電輸出；
[0030]采用整流單元將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電后輸出，采用直流升壓?jiǎn)呜⑻?yáng)能光伏電池輸出的直流電也轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電后輸出；
[0031]采用控制器對(duì)整流單元和直流升壓?jiǎn)卧謩e進(jìn)行最大功率跟蹤控制以使整流單元輸出的直流電和直流升壓?jiǎn)卧敵龅闹绷麟姷挠泄β示鶠樽畲螅?br> [0032]采用H橋逆變單元和并網(wǎng)逆變器將整流單元和直流升壓?jiǎn)卧敵龅闹绷麟娹D(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡?br> [0033]采用控制器檢測(cè)電網(wǎng)電壓Us是否正常:若判斷為是，則使控制器控制H橋逆變單元向電網(wǎng)輸出的交流電壓為零，并控制并網(wǎng)逆變器將產(chǎn)生的風(fēng)光電能全部注入電網(wǎng)；若判斷為否，則進(jìn)一步判斷電網(wǎng)是發(fā)生了電壓跌落還是發(fā)生了電壓浪涌:若判斷為電壓跌落，則控制H橋逆變單元向電網(wǎng)輸出的交流電壓Uj = UsO-Us，并控制并網(wǎng)逆變器將剩余的風(fēng)光電能注入電網(wǎng)；若判斷為電壓浪涌，則控制H橋逆變單元向電網(wǎng)輸出的交流電壓Uj =UsO-Us,并控制直流chopper單元釋放多余的風(fēng)光電能，以維持直流母線電壓的穩(wěn)定；其中UsO為電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)交流供電電壓值。
[0034]對(duì)整流單元進(jìn)行最大功率跟蹤控制的步驟可以為:控制器檢測(cè)整流單元輸出的有功功率，判斷本次輸出的有功功率是否大于上次輸出的有功功率，若判斷為是，則增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，若判斷為否，則維持風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變。
[0035]其中，可以分別采用風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置和風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)整流單元輸出的直流電的電流Iw和電壓uw，以獲得整流單元輸出的有功功率Pw = UwXIw0
[0036]對(duì)直流升壓?jiǎn)卧M(jìn)行最大功率跟蹤控制的步驟可以為:控制器檢測(cè)直流升壓?jiǎn)卧敵龅挠泄β剩袛啾敬屋敵龅挠泄β适欠翊笥谏洗屋敵龅挠泄β?，若判斷為是，則增加直流升壓?jiǎn)卧恼伎毡?，若判斷為否，則維持直流升壓?jiǎn)卧恼伎毡炔蛔儭?br> [0037]其中，可以分別采用光電直流電流檢測(cè)裝置和光電直流電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)直流升壓?jiǎn)卧敵龅闹绷麟姷碾娏鱅pv和電壓upv，以獲得直流升壓?jiǎn)卧敵龅挠泄β蔖pv =Upv X Ipv。
[0038]在進(jìn)行電壓跌落浪涌補(bǔ)償時(shí)，當(dāng)90% Uso ^ Us ^ 110% Ustl，則判斷電網(wǎng)電壓Us為正常；當(dāng)Us < 90% Ustl，則判斷為電壓跌落；當(dāng)Us > 110% Ustl，則判斷為電壓浪涌。
[0039]本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，具有以下優(yōu)占-
^ \\\.
[0040]I)能夠有效解決電網(wǎng)電壓跌落與浪涌的補(bǔ)償問(wèn)題，從而保護(hù)負(fù)荷；
[0041]2)采用變壓器方式，使得適用電壓范圍更寬；
[0042]3)有效利用了綠色環(huán)保的風(fēng)能和太陽(yáng)能，可以不用額外設(shè)置儲(chǔ)能單元；此外，風(fēng)能和太陽(yáng)能之間形成了一種互補(bǔ)關(guān)系，進(jìn)一步保證了能源的供給；
[0043]4)裝置中的并網(wǎng)逆變器采取前饋方式，從而不增加變壓器與H橋逆變單元的額外容量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1為本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖2為本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置的H橋逆變單元拓?fù)鋱D。
[0046]圖3為本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置的并網(wǎng)逆變器拓?fù)鋱D。
[0047]圖4為采用本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置進(jìn)行電壓跌落浪涌補(bǔ)償?shù)牧鞒虉D。

【具體實(shí)施方式】
[0048]以下將根據(jù)具體實(shí)施例及說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置做進(jìn)一步說(shuō)明，但是該說(shuō)明并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0049]圖1顯示了本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置的一種實(shí)施例。圖2和圖3分別顯示了該實(shí)施例中的H橋逆變單元3和并網(wǎng)逆變器8的拓?fù)鋱D。
[0050]如圖1所示，該裝置包括:控制器1、整流單元21、直流升壓?jiǎn)卧?2、H橋逆變單元
3、變壓器4、風(fēng)電直流電壓傳感器51、風(fēng)電直流電流傳感器61、光電直流電壓傳感器52、光電直流電流傳感器62、交流電壓傳感器7、并網(wǎng)逆變器8、直流Chopper單元9、風(fēng)力發(fā)電機(jī)11以及太陽(yáng)能光伏電池板12 ;其中，控制器I由中央處理單元實(shí)現(xiàn)，其核心是數(shù)字信號(hào)處理器；控制器I的整流控制端與整流單元21相應(yīng)的控制端相連，控制器I的直流升壓控制端與直流升壓?jiǎn)卧?2相應(yīng)的控制端相連，控制器I的H橋逆變控制端與H橋逆變單元3相應(yīng)的控制端相連；控制器I的風(fēng)電直流電壓輸入端與風(fēng)電直流電壓傳感器51的輸出端相連，控制器I的風(fēng)電直流電流輸入端與風(fēng)電直流電流傳感器61的輸出端相連，控制器I的光電直流電壓輸入端與光電直流電壓傳感器52的輸出端相連，控制器I的光電直流電流輸入端與光電直流電流傳感器62的輸出端相連，控制器I的交流電流輸入端與交流電壓傳感器7的輸出端相連，控制器I的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子角度輸入信號(hào)輸入端與風(fēng)力發(fā)電機(jī)11的測(cè)速碼盤(pán)輸出端相連，控制器I的并網(wǎng)逆變控制端與并網(wǎng)逆變器8相應(yīng)的控制端相連，控制器I的直流Chopper單元控制端與直流Chopper單元9相應(yīng)的控制端相連；整流單元21的交流輸入端與風(fēng)力發(fā)電機(jī)11的輸出端相連，直流升壓?jiǎn)卧?2的輸入端與太陽(yáng)能光伏電池板12的輸出端相連，整流單元21的直流輸出端和直流升壓?jiǎn)卧?2的輸出端均與H橋逆變單元3、并網(wǎng)逆變器8和直流Chopper單元9的直流母線端相連；H橋逆變單元3的交流輸出端與變壓器4的初級(jí)線圈的兩端相連；變壓器4的次級(jí)線圈串接在電網(wǎng)的輸電線中，分別與電網(wǎng)的供電端S和負(fù)載端L相連；風(fēng)電直流電壓傳感器51的輸入端與整流單元21的直流輸出端相連；風(fēng)電直流電流傳感器61的輸入端串接于整流單元21的直流輸出端，光電直流電壓傳感器52的輸入端與直流升壓?jiǎn)卧?2的直流輸出端相連；光電直流電流傳感器62的輸入端串接于直流升壓?jiǎn)卧?2的直流輸出端；交流電壓傳感器7的輸入端與電網(wǎng)供電端S相連；并網(wǎng)逆變器8的直流母線端與H橋逆變單元3的直流母線端、整流單元2的直流輸出端以及直流Chopper單元9的直流母線端相連，并網(wǎng)逆變器8的交流輸出端與電網(wǎng)供電端S相連。如圖2所示，H橋逆變單元3的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括若干三極管，其連接方式如圖，圖中DC+和DC-分別為直流母線的正極和負(fù)極;AC為交流輸出端。如圖3所示，并網(wǎng)逆變器8的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括若干三極管，其連接方式如圖，圖中DC+和DC-分別為直流母線的正極和負(fù)極；AC為交流輸出端。
[0051]該裝置工作時(shí)，整流單元21將風(fēng)力發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出，直流升壓?jiǎn)卧?2將太陽(yáng)能光伏電池板12產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出；控制器I接收風(fēng)電直流電流傳感器61、風(fēng)電直流電壓傳感器51、光電直流電流傳感器62以及光電直流電壓傳感器52傳輸?shù)闹绷麟娏髦岛椭绷麟妷褐?，調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)11的轉(zhuǎn)速以對(duì)整流單元21進(jìn)行最大功率跟蹤控制，同時(shí)調(diào)節(jié)直流升壓?jiǎn)卧恼伎毡纫詫?duì)直流升壓?jiǎn)卧?2進(jìn)行最大功率跟蹤控制；控制器I還根據(jù)交流電壓傳感器7傳輸?shù)慕涣麟妷褐蹬袛嚯娋W(wǎng)的工作狀態(tài)，以控制H橋逆變單元3輸出交流電壓而對(duì)電網(wǎng)電壓跌落或浪涌進(jìn)行補(bǔ)償，具體來(lái)說(shuō)，控制器I判斷電網(wǎng)的工作狀態(tài)正常時(shí)，控制器I控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)11和太陽(yáng)能光伏電池板12產(chǎn)生的電能通過(guò)并網(wǎng)逆變器8向電網(wǎng)注入；判斷電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落時(shí)，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)11和太陽(yáng)能光伏電池板12產(chǎn)生的電能通過(guò)H橋逆變單元3以及變壓器4快速輸出相應(yīng)的補(bǔ)償電壓量，使得負(fù)載端L的電壓隊(duì)保持不變，從而保護(hù)了負(fù)載，同時(shí)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)11和太陽(yáng)能光伏電池板12產(chǎn)生的電能通過(guò)并網(wǎng)逆變器8向電網(wǎng)注入；控制器I判斷電網(wǎng)發(fā)生電壓浪涌時(shí)，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)11和太陽(yáng)能光伏電池板12產(chǎn)生的電能通過(guò)H橋逆變單元3以及變壓器4快速輸出相應(yīng)的補(bǔ)償電壓量，使得負(fù)載端L的電壓Ul保持不變，從而保護(hù)了負(fù)載，同時(shí)利用直流Chopper單元9釋放直流母線多余的能量,維持直流母線電壓的穩(wěn)定。
[0052]圖4為采用本實(shí)用新型所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置進(jìn)行電壓跌落浪涌補(bǔ)償?shù)牧鞒虉D。
[0053]請(qǐng)結(jié)合圖1參考圖4，通過(guò)所測(cè)的整流單元21輸出的直流電的直流電壓Uw和直流電流Iw計(jì)算整流單元21輸出的功率Pw，并對(duì)其進(jìn)行最大功率跟蹤控制，通過(guò)所測(cè)的直流升壓?jiǎn)卧?2輸出的直流電的直流電壓Upv和直流電流Ipv計(jì)算直流升壓?jiǎn)卧?2輸出的功率Ppv,并對(duì)其進(jìn)行最大功率跟蹤控制；通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)的交流供電電壓Us，判斷電網(wǎng)交流電壓是否正常，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)電壓跌落或浪涌時(shí)，控制器I控制H橋逆變單元3輸出相應(yīng)的交流電壓變化量，該變化量通過(guò)變壓器4對(duì)負(fù)載端電壓Ul進(jìn)行補(bǔ)償，從而使負(fù)載端電壓隊(duì)不受電網(wǎng)電壓異常影響，同時(shí)控制并網(wǎng)逆變器8將風(fēng)力發(fā)電機(jī)11和太陽(yáng)能光伏電池板12輸出的電能注入到電網(wǎng)；當(dāng)電網(wǎng)電壓浪涌引起直流母線電壓上升時(shí)，通過(guò)直流Chopper單元9將多余的能量釋放掉。
[0054]具體步驟如下:
[0055]I)通過(guò)控制器I測(cè)量交流供電電壓Us、整流單元21輸出的直流電壓Uw與直流電流Iw、風(fēng)力發(fā)電機(jī)11的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子角度、直流升壓?jiǎn)卧?2輸出的直流電壓Upv與直流電流
I.丄pv ,
[0056]2)通過(guò)控制器I計(jì)算整流單元21輸出有功功率Pw:PW = UwX Iw以及直流升壓?jiǎn)卧?2輸出有功功率Ppv:Ppv = UpvX Ipv ；
[0057]3)通過(guò)控制器I控制整流單元21進(jìn)行風(fēng)電的最大功率跟蹤:
[0058]判斷本次整流單元21輸出有功功率Pw是否大于上次輸出值，若是則繼續(xù)增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)11的轉(zhuǎn)速；否則，維持風(fēng)力發(fā)電機(jī)11的轉(zhuǎn)速不變；
[0059]通過(guò)控制器I控制直流升壓?jiǎn)卧?2進(jìn)行太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最大功率跟蹤:
[0060]判斷本次直流升壓?jiǎn)卧?2輸出有功功率Ppv是否大于上次輸出值，若判斷為是，則增加直流升壓?jiǎn)卧恼伎毡?，若判斷為否，則維持直流升壓?jiǎn)卧恼伎毡炔蛔儯?br> [0061]4)設(shè)Ustl為電網(wǎng)正常時(shí)交流供電電壓值，控制器I通過(guò)交流電壓傳感器7檢測(cè)電網(wǎng)電壓Us是否正常:
[0062]若交流供電電壓Us低于正常電壓Ustl的90%時(shí)，則判斷為電網(wǎng)電壓跌落，控制器I控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)11和太陽(yáng)能光伏電池板12產(chǎn)生的電能通過(guò)H橋逆變單元3輸出補(bǔ)償，使得變壓器4輸出的電壓滿足Uj = (Ustl-Us)(此時(shí)變壓器4輸出的交流電壓相位與電網(wǎng)電壓的相位相同)，同時(shí)將多余的風(fēng)光電通過(guò)并網(wǎng)逆變器8向電網(wǎng)注入功率；
[0063]若交流供電電壓Us高于正常電壓Ustl的110 %時(shí)，則判斷為電網(wǎng)電壓浪涌，控制器I控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)11和太陽(yáng)能光伏電池板12產(chǎn)生的電能通過(guò)H橋逆變單元3輸出補(bǔ)償，使得變壓器4輸出的電壓滿足Uj = (Ustl-Us)(此時(shí)變壓器4輸出的交流電壓相位與電網(wǎng)電壓的相位相反)，同時(shí)通過(guò)直流Chopper單元9釋放多余的能量，從而維持直流母線電壓穩(wěn)定。
[0064]若以上兩種情況都不符合，則判斷為電網(wǎng)電壓Us正常，即交流供電電壓Us滿足90% Uso ^ Us ^ 110% Uso,控制器I控制H橋逆變單元3輸出補(bǔ)償為零，使得變壓器4注入供電交流線路電壓為零，同時(shí)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)11和太陽(yáng)能光伏電池板12產(chǎn)生的電能通過(guò)并網(wǎng)逆變器8向電網(wǎng)注入功率。
[0065]需要注意的是，以上所列舉的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然本實(shí)用新型不局限于以上實(shí)施例，隨之做出的類(lèi)似變化或變形是本領(lǐng)域技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接得出或者很容易便聯(lián)想到的，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括: 風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其將風(fēng)力轉(zhuǎn)化為交流電輸出； 整流單元，其交流輸入端與所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出端連接，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出端輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出； 太陽(yáng)能光伏電池板，其將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電輸出； 直流升壓?jiǎn)卧漭斎攵伺c太陽(yáng)能光伏電池板的輸出端連接； H橋逆變單元，其直流母線與所述整流單元的直流輸出端和直流升壓?jiǎn)卧妮敵龆诉B接; 變壓器，其初級(jí)線圈與所述H橋逆變單元的輸出端連接，變壓器的次級(jí)線圈用于串接在電網(wǎng)中； 并網(wǎng)逆變器，其直流母線與所述H橋逆變單元的直流母線連接于一結(jié)點(diǎn)，并網(wǎng)逆變器的輸出端用于與電網(wǎng)連接； 直流chopper單元,其直流母線與所述H橋逆變單元的直流母線連接于所述結(jié)點(diǎn)； 風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置，其與整流單元的直流輸出端連接，以檢測(cè)整流單元輸出的電流； 風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置，其與整流單元的直流輸出端連接，以檢測(cè)整流單元輸出的電壓； 光電直流電流檢測(cè)裝置，其與直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆诉B接，以檢測(cè)直流升壓?jiǎn)卧敵龅碾娏鳎? 光電直流電壓檢測(cè)裝置，其與直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆诉B接，以檢測(cè)直流升壓?jiǎn)卧敵龅碾妷海? 交流電壓檢測(cè)裝置，其用以與電網(wǎng)連接，以檢測(cè)電網(wǎng)的電壓； 控制器，其分別與所述風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置、風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置、光電直流電流檢測(cè)裝置、光電直流電壓檢測(cè)裝置、整流單元、直流升壓?jiǎn)卧惋L(fēng)力發(fā)電機(jī)連接，所述控制器接收風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置和風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置分別傳輸?shù)娘L(fēng)電直流電流值和風(fēng)電直流電壓值，調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以對(duì)整流單元進(jìn)行最大功率跟蹤控制；所述控制器還接收光電直流電流檢測(cè)裝置和光電直流電壓檢測(cè)裝置分別傳輸?shù)墓怆娭绷麟娏髦岛凸怆娭绷麟妷褐?，以?duì)直流升壓?jiǎn)卧M(jìn)行最大功率跟蹤控制；所述控制器還與交流電壓檢測(cè)裝置、H橋逆變單元、并網(wǎng)逆變器和直流chopper單元連接，所述控制器根據(jù)交流電壓檢測(cè)裝置傳輸?shù)慕涣麟妷褐蹬袛嚯娋W(wǎng)的工作狀態(tài)，以控制H橋逆變單元輸出交流電壓而對(duì)電網(wǎng)電壓跌落或浪涌進(jìn)行補(bǔ)償，所述控制器還控制并網(wǎng)逆變器向電網(wǎng)注入電能，以及控制直流chopper單元釋放電能。
2.如權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述控制器包括單片機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述控制器包括計(jì)算機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述風(fēng)電直流電流檢測(cè)裝置和/或光電直流電流檢測(cè)裝置分別包括直流電流傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述風(fēng)電直流電壓檢測(cè)裝置和/或光電直流電壓檢測(cè)裝置分別包括直流電壓傳感器。
7.如權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光電互補(bǔ)的前饋型電壓跌落浪涌補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述交流電壓檢測(cè)裝置包括交流電壓傳感器。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK203933022SQ201420354205
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】王坤, 趙艷萍, 戴明明, 劉瑞, 王奎紅, 李志永 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司亳州供電公司