[发明专利]一种用于分布式电压调控的AC-AC型主动电力弹簧

说明书

本发明公开了一种用于分布式电压调控的AC‑AC型主动电力弹簧，包括连接电网输出端的AC‑AC功率变换模块，AC‑AC功率变换模块依次连接滤波模块、工频耦合变压器输入端，工频耦合变压器输出端负极连接电网输出端正极，工频耦合变压器输出端正极与地面之间连接负载；采用了直接式AC‑AC变换，减少了直流环节，降低了控制的复杂度，提高了装置的使用寿命；解决了现有电力弹簧在无法保护非关键负载、调压受线路参数及负载类型限制的问题。

技术领域

本发明属于配电网电压调整设备技术领域，具体涉及一种用于分布式电压调控的AC-AC型主动电力弹簧。

背景技术

为了解决能源问题，可再生能源在电网中的渗透率不断提高，然而由于其固有的间歇性、波动性加剧了电网电压出现低电压和过电压的问题。针对配电网电压“颠簸”问题，应用最广泛的电能质量优化装置多为无功补偿装置，如静止无功补偿器(Static VarCompensator,SVC)和静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)，但是该方法无法调节有功功率，并且非常依赖通讯设备。利用蓄电池、超导等储能装置进行电网电压波动治理也是一种有效方法，然而这些方法会使成本显著增加，且对储能装置的可靠性要求较高。

香港大学许树源教授团队提出了“电力弹簧”的概念；然而目前主流的电力弹簧是通过“牺牲”非关键负载来保证关键负载的，随着用户侧对电能质量的要求越来越高，定制电力技术需求越来越大，使得在划分关键负载和非关键负载时难度变大，或者说无法划分。在只有关键负载的情况下，现有的电力弹簧体现出了“被动的特性”，其应用将会受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于分布式电压调控的AC-AC型主动电力弹簧，解决了现有电力弹簧在无法保护非关键负载、调压受线路参数及负载类型限制的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种用于分布式电压调控的AC-AC型主动电力弹簧，包括连接电网输出端的AC-AC功率变换模块，AC-AC功率变换模块依次连接滤波模块、工频耦合变压器输入端，工频耦合变压器输出端负极连接电网输出端正极，工频耦合变压器输出端正极与地面之间连接负载。

本发明的特点还在于：

AC-AC功率变换模块包括同时连接电网输出端正极的开关管S₂发射极、开关管S_2p发射极，开关管S₂集电极连接开关管S₁集电极，开关管S₁发射极分别连接开关管S_1c集电极，开关管S_1c发射极连接开关管S_2c发射极，开关管S_2c集电极连接电网输出端负极，开关管S_2p集电极连接开关管S_1p集电极，开关管S_1p发射极连接开关管S_1cp集电极，开关管S_1cp发射极连接开关管S_2cp发射极，开关管S_2cp集电极连接电网输出端负极，开关管S_1p发射极连接工频耦合变压器输入端正极，开关管S_2c集电极连接电网输出端负极，开关管S₁发射极、开关管S_1p发射极均通过滤波模块连接工频耦合变压器输入端，还包括连接在电网输出端正极与电网输出端之间的电容C_in。

滤波模块包括连接开关管S₁发射极的电感L_f，电感L_f分别连接电容C_f一个极板和工频耦合变压器输入端负极，电容C_f另一个极板分别连接开关管S_1p发射极、工频耦合变压器输入端正极。

开关管S₂的集电极与开关管S_1c发射极之间连接箍位电容C₁。