動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)，包括DVR開(kāi)關(guān)單元，DVR開(kāi)關(guān)單元包括一個(gè)旁路開(kāi)關(guān)以及兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)，還包括一臺(tái)DVR主機(jī)以及若干臺(tái)DVR從機(jī)，DVR主機(jī)以及DVR從機(jī)均并接在兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)之間，DVR主機(jī)中的控制單元分別與每臺(tái)DVR從機(jī)中的控制單元實(shí)現(xiàn)雙向通信，DVR主機(jī)中的控制單元還分別與旁路開(kāi)關(guān)以及兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)相連；并聯(lián)控制采用DVR主機(jī)檢測(cè)跌落控制輸出補(bǔ)償電壓，DVR從機(jī)接收DVR主機(jī)發(fā)出的電壓跌落指令以及輸出電流指令并輸出給定電流的控制模式。本發(fā)明由DVR主機(jī)控制并聯(lián)整機(jī)系統(tǒng)在不同狀態(tài)(補(bǔ)償、旁路、停機(jī)狀態(tài))之間切換，補(bǔ)償狀態(tài)下DVR主機(jī)控制其為一個(gè)電壓源，輸出補(bǔ)償電壓，DVR從機(jī)控制其為一個(gè)電流源，輸出主機(jī)給定的補(bǔ)償電流。
【專利說(shuō)明】動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器，更具體地說(shuō)，是涉及一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多精密生產(chǎn)連續(xù)工藝的行業(yè)如半導(dǎo)體、石化、汽車等，很多設(shè)備對(duì)電壓穩(wěn)定有著很高的要求，如果電壓出現(xiàn)短時(shí)(幾個(gè)周波到幾秒中)的跌落都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)損壞、工序暫停、材料報(bào)廢等后果，造成巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]國(guó)外EPRI統(tǒng)計(jì)結(jié)果:美國(guó)每年因停電及電能質(zhì)量造成1500-1900億美元損失，其中電壓跌落造成損失占90%以上。而在國(guó)內(nèi)電壓跌落造成大量損失，每次跌落帶來(lái)的直接損失少則幾萬(wàn)元，多達(dá)上百萬(wàn)元，因此電壓跌落會(huì)造成生產(chǎn)、軍事、航空、社會(huì)活動(dòng)等社會(huì)影響。
[0004]動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器簡(jiǎn)稱DVR是一種串聯(lián)于敏感負(fù)載和電網(wǎng)之間的電力電子設(shè)備，用于保護(hù)配電網(wǎng)中敏感負(fù)載免受電壓跌落的影響。DVR的配置容量和其保護(hù)的負(fù)載容量相同，現(xiàn)有的DVR多是采用單臺(tái)運(yùn)行，在敏感負(fù)載容量越來(lái)越大的應(yīng)用場(chǎng)合中，單臺(tái)DVR容量已經(jīng)無(wú)法滿足負(fù)載的需求。
[0005]目前的DVR在電網(wǎng)正常時(shí)，DVR處于旁路狀態(tài):DVR的旁路單元(固態(tài)旁路開(kāi)關(guān)，可為雙向?qū)ǖ腎GBT或者晶閘管)導(dǎo)通工作給負(fù)載供電，DVR處于熱備用狀態(tài)不輸出電壓，具體見(jiàn)圖1所示。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)短時(shí)的跌落時(shí)，DVR會(huì)立刻檢測(cè)到跌落，進(jìn)入補(bǔ)償狀態(tài):將旁路單元關(guān)斷，并通過(guò)補(bǔ)償單元輸出一個(gè)補(bǔ)償電壓，保證敏感負(fù)載的電壓穩(wěn)定，具體見(jiàn)圖2所示。當(dāng)DVR需要維護(hù)或者發(fā)生故障時(shí)，DVR進(jìn)入停機(jī)狀態(tài):機(jī)械旁路開(kāi)關(guān)閉合，DVR通過(guò)機(jī)械旁路開(kāi)關(guān)保證負(fù)載供電連續(xù)，具體見(jiàn)圖3所示。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0008]一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)，包括DVR開(kāi)關(guān)單元，所述DVR開(kāi)關(guān)單元包括一個(gè)旁路開(kāi)關(guān)以及兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)，還包括一臺(tái)DVR主機(jī)以及若干臺(tái)DVR從機(jī)，所述DVR主機(jī)以及DVR從機(jī)均并接在所述兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)之間，所述DVR主機(jī)中的控制單元分別與每臺(tái)DVR從機(jī)中的控制單元實(shí)現(xiàn)雙向通信，所述DVR主機(jī)中的控制單元還分別與旁路開(kāi)關(guān)以及兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)相連；
[0009]并聯(lián)控制采用DVR主機(jī)檢測(cè)跌落控制輸出補(bǔ)償電壓，DVR從機(jī)接收DVR主機(jī)發(fā)出的電壓跌落指令以及輸出電流指令并輸出給定電流的控制模式。
[0010]所述并聯(lián)控制進(jìn)一步包括:
[0011]DVR主機(jī)中的控制單元檢測(cè)系統(tǒng)電壓進(jìn)行電壓跌落檢測(cè)判斷，當(dāng)檢測(cè)到電壓跌落時(shí)，071？控制主機(jī)關(guān)斷其旁路單元，同時(shí)檢測(cè)反饋主機(jī)輸出的補(bǔ)償電壓和輸出電流，07尺控制主機(jī)為一個(gè)電壓控制的電壓源，輸出一個(gè)給定的補(bǔ)償電壓；當(dāng)電壓跌落消失后，主機(jī)中的控制單元控制其旁路單元重新閉合；
[0012]071？主機(jī)中的控制單元實(shí)時(shí)發(fā)送電壓是否跌落信息到各071？從機(jī)，同時(shí)發(fā)送各從機(jī)的指令電流，各從機(jī)接受071？主機(jī)發(fā)送的電壓是否跌落信息和實(shí)時(shí)的電流指令，一旦接到071？主機(jī)發(fā)送的電壓跌落指令，071？從機(jī)中的控制單元控制其旁路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，同時(shí)控制相應(yīng)的071？從機(jī)為一個(gè)電流控制的電流源，輸出071？主機(jī)給定的輸出電流；當(dāng)071？從機(jī)中的控制單元接受到跌落消失信號(hào)后，0^1？從機(jī)中的控制單元重新閉合其旁路單元。
[0013]所述若干臺(tái)071？從機(jī)輸出的給定電流均相等。
[0014]所述071？主機(jī)包括取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元以及控制單元，所述控制單元分別與取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元相連。
[0015]所述―!?從機(jī)包括取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元以及控制單元，所述控制單元分別與取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元相連。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)，由071？主機(jī)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的狀態(tài)，由071？主機(jī)控制并聯(lián)整機(jī)系統(tǒng)在不同狀態(tài)(補(bǔ)償、旁路、停機(jī)狀態(tài))之間切換，071？主機(jī)發(fā)送是否補(bǔ)償?shù)闹噶詈碗娏髦噶罱o071？從機(jī)，補(bǔ)償狀態(tài)下071？主機(jī)控制其為一個(gè)電壓源，輸出補(bǔ)償電壓，071？從機(jī)控制其為一個(gè)電流源，輸出主機(jī)給定的補(bǔ)償電流。通過(guò)本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)在多機(jī)并聯(lián)模式下的多機(jī)之間的電流均流，解決了 071？單機(jī)補(bǔ)償容量不足的問(wèn)題。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器在旁路狀態(tài)時(shí)的原理示意圖；
[0018]圖2是圖1中的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器在補(bǔ)償狀態(tài)時(shí)的原理示意圖；
[0019]圖3是圖1中的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器在停機(jī)狀態(tài)時(shí)的原理示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的原理示意圖；
[0021]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的控制示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0023]實(shí)施例
[0024]請(qǐng)參閱圖4所示的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)，包括以下幾個(gè)部分:071？開(kāi)關(guān)單元、1^1？主機(jī)、1^1？從機(jī)1、1^1？從機(jī)2?II (根據(jù)并聯(lián)數(shù)打)。
[0025]071？開(kāi)關(guān)單元包括機(jī)械旁路開(kāi)關(guān)和檢修開(kāi)關(guān)，機(jī)械旁路開(kāi)關(guān)可以為斷路器，檢修開(kāi)關(guān)可以為隔離刀或者斷路器；
[0026]071？主機(jī)與071？開(kāi)關(guān)單元中的兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)相連。
[0027]0卩1？主機(jī)包括取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元和控制單元，其中取能/儲(chǔ)能單元可以是從電網(wǎng)取能也可以是將電網(wǎng)能量存儲(chǔ)在超級(jí)電容或者電池中，補(bǔ)償單元是一個(gè)單相或者3相逆變器，將取能/儲(chǔ)能單位得到的直流電壓逆變?yōu)橐粋€(gè)交流補(bǔ)償電壓，并通過(guò)IX濾波單元濾出高頻開(kāi)關(guān)次諧波后注入到電網(wǎng)中(可以通過(guò)變壓器注入也可直接濾波后注入)，旁路單元可以為反并聯(lián)的1681或者晶閘管等電力電子開(kāi)關(guān)器件。0乂尺主機(jī)中的控制單元控制和檢測(cè)071？主機(jī)中的各個(gè)單元，同時(shí)控制和檢測(cè)071？開(kāi)關(guān)單元中的機(jī)械開(kāi)關(guān)和檢修開(kāi)關(guān)，并將控制量傳給071？從機(jī)中的控制單元。
[0028]從機(jī)包含與071？主機(jī)相同的單元，從機(jī)的輸入輸出分別與071？主機(jī)部分的輸入和輸出相連，并與071？開(kāi)關(guān)單元的兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)相連。并聯(lián)的從機(jī)數(shù)目可以為1個(gè)或者多個(gè)。
[0029]本發(fā)明提出的0乂1？并聯(lián)控制方法如圖5所示:
[0030]071？并聯(lián)控制采用主機(jī)檢測(cè)跌落控制輸出補(bǔ)償電壓，從機(jī)接受主機(jī)電壓跌落指令和輸出電流指令輸出給定電流的控制模式。
[0031]071？主機(jī)中的控制單元檢測(cè)系統(tǒng)電壓進(jìn)行電壓跌落檢測(cè)判斷，一旦檢測(cè)到電壓跌落，控制主機(jī)關(guān)斷其旁路單元，同時(shí)檢測(cè)反饋主機(jī)輸出的補(bǔ)償電壓和輸出電流，071？主機(jī)為一個(gè)電壓控制的電壓源，輸出一個(gè)給定的補(bǔ)償電壓。當(dāng)?shù)湎Ш螅?71？主機(jī)控制其旁路單元重新閉合。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，主機(jī)控制器控制開(kāi)關(guān)單元閉合。
[0032]1^1？主機(jī)中的控制單元與0乂1？從機(jī)中的控制單元之間有雙向的通信連接，071？主機(jī)中的控制單元實(shí)時(shí)發(fā)送電壓是否跌落信息到各071？從機(jī)，同時(shí)發(fā)送各從機(jī)的指令電流，各0乂現(xiàn)從機(jī)接受主機(jī)發(fā)送的電壓是否跌落信息和實(shí)時(shí)的電流指令。一旦接到主機(jī)發(fā)送的電壓跌落指令，071？從機(jī)中的控制單元控制其旁路單元斷開(kāi)，同時(shí)控制從機(jī)為一個(gè)電流控制的電流源，輸出主機(jī)給定的輸出電流。一旦從機(jī)中的控制單元接受到電壓跌落消失信號(hào)后，0^1？從機(jī)中的控制單元重新閉合其旁路單元。
[0033]1^1？主機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，包括跌落檢測(cè)、狀態(tài)切換控制、電壓補(bǔ)償控制、人機(jī)交互等。
[0034]其中電壓跌落檢測(cè)的方法有多種，可以分為單相檢測(cè)和三相檢測(cè)兩類，每類方法中又有若干種不同檢測(cè)算法。三相檢測(cè)方法通過(guò)檢測(cè)三相電網(wǎng)電壓信號(hào)，根據(jù)對(duì)稱分量理論，將三相電壓信號(hào)分解成正序分量、負(fù)序分量和零序分量?；谌嗟碾妷旱錂z測(cè)方法，不同的檢測(cè)方法主要集中于如何快速和有效地實(shí)時(shí)計(jì)算三相電壓的正序分量，以及合理的判別準(zhǔn)則上。當(dāng)三相電壓信號(hào)發(fā)生三相對(duì)稱跌落時(shí)，三相電壓信號(hào)只含有正序分量，檢測(cè)正序分量的幅值，當(dāng)正序分量的幅值低于三相電壓幅值額定值一定閾值時(shí)，判斷電壓跌落故障發(fā)生；而當(dāng)三相電壓信號(hào)發(fā)生三相不對(duì)稱跌落時(shí)，三相電壓信號(hào)中將含有正序分量、負(fù)序分量和零序分量，這使得判斷不對(duì)稱電網(wǎng)電壓跌落變得復(fù)雜。對(duì)于非對(duì)稱三相電壓，經(jīng)過(guò)一般的如變換后，在如分量中含有直流分量(正序分量)和2倍頻的交流分量(負(fù)序分量)，以及其他高次分量(諧波分量)，可以按照正序分量是否跌落低于三相電壓幅值額定閾值的準(zhǔn)則來(lái)判斷，也可以結(jié)合負(fù)序分量的大小共同進(jìn)行判斷。
[0035]檢測(cè)到跌落后071？主機(jī)迅速給071？從機(jī)發(fā)送跌落信號(hào)，0^1？主機(jī)和071？從機(jī)同步從旁路狀態(tài)(旁路單元導(dǎo)通)切換到補(bǔ)償狀態(tài)(旁路單元關(guān)斷，補(bǔ)償單元工作)，補(bǔ)償狀態(tài)下，0^1？主機(jī)被控制為一個(gè)電壓控制的電壓源，根據(jù)檢測(cè)到的跌落電壓通過(guò)電壓閉環(huán)控制輸出一個(gè)補(bǔ)償電壓，保證負(fù)載電壓的穩(wěn)定，而0抑從機(jī)根據(jù)0抑主機(jī)下發(fā)的電流指令，通過(guò)電流閉環(huán)控制被控制為一個(gè)電流控制的電流源，分擔(dān)部分負(fù)載電流，從而實(shí)現(xiàn)電流在071？主機(jī)和071？從機(jī)之間的合理分配。跌落消失后，0^1？主機(jī)給從機(jī)發(fā)送跌落消失信息，0^1？主機(jī)和1^1？從機(jī)同步從補(bǔ)償狀態(tài)切換到旁路狀態(tài)。
[0036]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的目的，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的組網(wǎng)系統(tǒng)，包括DVR開(kāi)關(guān)單元，所述DVR開(kāi)關(guān)單元包括一個(gè)旁路開(kāi)關(guān)以及兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)，其特征在于， 還包括一臺(tái)DVR主機(jī)以及若干臺(tái)DVR從機(jī)，所述DVR主機(jī)以及DVR從機(jī)均并接在所述兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)之間，所述DVR主機(jī)中的控制單元分別與每臺(tái)DVR從機(jī)中的控制單元實(shí)現(xiàn)雙向通信，所述DVR主機(jī)中的控制單元還分別與旁路開(kāi)關(guān)以及兩個(gè)檢修開(kāi)關(guān)相連； 并聯(lián)控制采用DVR主機(jī)檢測(cè)跌落控制輸出補(bǔ)償電壓，DVR從機(jī)接收DVR主機(jī)發(fā)出的電壓跌落指令以及輸出電流指令并輸出給定電流的控制模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述并聯(lián)控制進(jìn)一步包括: DVR主機(jī)中的控制單元檢測(cè)系統(tǒng)電壓進(jìn)行電壓跌落檢測(cè)判斷，當(dāng)檢測(cè)到電壓跌落時(shí)，DVR控制主機(jī)關(guān)斷其旁路單元，同時(shí)檢測(cè)反饋主機(jī)輸出的補(bǔ)償電壓和輸出電流，DVR控制主機(jī)為一個(gè)電壓控制的電壓源，輸出一個(gè)給定的補(bǔ)償電壓；當(dāng)電壓跌落消失后，DVR主機(jī)中的控制單元控制其旁路單元重新閉合； DVR主機(jī)中的控制單元實(shí)時(shí)發(fā)送電壓是否跌落信息到各DVR從機(jī)，同時(shí)發(fā)送各從機(jī)的指令電流，各從機(jī)接受DVR主機(jī)發(fā)送的電壓是否跌落信息和實(shí)時(shí)的電流指令，一旦接到DVR主機(jī)發(fā)送的電壓跌落指令，DVR從機(jī)中的控制單元控制其旁路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，同時(shí)控制相應(yīng)的DVR從機(jī)為一個(gè)電流控制的電流源，輸出DVR主機(jī)給定的輸出電流；當(dāng)DVR從機(jī)中的控制單元接受到跌落消失信號(hào)后，DVR從機(jī)中的控制單元重新閉合其旁路單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述若干臺(tái)DVR從機(jī)輸出的給定電流均相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述DVR主機(jī)包括取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元以及控制單元，所述控制單元分別與取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述DVR從機(jī)包括取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元以及控制單元，所述控制單元分別與取能/儲(chǔ)能單元、補(bǔ)償單元、濾波單元、旁路單元相連。
【文檔編號(hào)】H02J3/12GK104505839SQ201410810197
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】李錦 , 胡磊磊, 王天宇, 胡曉軍, 路永輝, 陳遠(yuǎn)華, 李巖 申請(qǐng)人:思源清能電氣電子有限公司, 華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心, 華能新能源股份有限公司