CN110137991A - 一种应用于电网的电压调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能电网领域，尤其涉及一种应用于电网的电压调节系统，包括：储能单元，用于当电网的输出电压暂降时，为电网提供升压；一端连接储能单元输出端，另一端连接电网的第一开关单元；一端连接储能单元输出端，另一端连接电网的第二开关单元；与电网以及储能单元连接的采集单元，用于采集电网的输出电压以及储能单元的电压；输入端连接采集单元，输出端连接第一开关单元、第二开关单元、储能单元的处理单元。本发明的有益效果：当电网电压暂降时，通过储能单元放电的方式，为直流母线提供补偿电压，实现电网电压不暂降，保证电网电压的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及智能电网领域，尤其涉及一种应用于电网的电压调节系统。
背景技术
在电网中，电压暂降是一个令人头疼的问题，可以引起短路故障，甚至影响到敏感设备的正常运行，引起电压暂降的原因有很多，如自然原因雷击、闪电等，电力系统原因线路切换、大功率电机启动不当等，以及其他一些不可预知的偶然原因交通事故、操作失误等。当电网电压暂降时间过长，会导致设备非正常停机，可造成生产崩溃、设备损坏或生产损失等负面影响。目前，大部分电力电子设备，在很多场合要求电网电压非常稳定，否则，会导致大量次品甚至事故的发生。比如一些高精密的晶圆加工企业，采用机器人操作的场合，如果出现电压暂降，会导致操作失败导致生产过程的工序中断，造成巨大的直接经济损失以及不可估量的间接损失。理论上，如果有足够大功率的UPS系统的话，电压暂降这一现象是可以克服的，但是，在实际工作中，电网的电压暂降不是普遍存在，或者概率很低，投入巨大的代价建设UPS系统显然不客观、也不现实。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种应用于电网的电压调节系统，通过储能单元的放电实现电网的升压以弥补电压的暂降。
一种应用于电网的电压调节系统，包括：
储能单元，用于当电网的输出电压暂降时，为电网提供升压；
一端连接储能单元输出端，另一端连接电网的第一开关单元；
一端连接储能单元输出端，另一端连接电网的第二开关单元；
与电网以及储能单元连接的采集单元，用于采集电网的输出电压以及储能单元的电压；
输入端连接采集单元，输出端连接第一开关单元、第二开关单元、储能单元的处理单元，
所述处理单元获取采集单元发送的电网的输出电压，当电网的输出电压Ut小于设定电压阈值U时，处理单元控制第一开关单元导通、第二开关单元断开，同时控制储能单元输出电压U-Ut经过第一开关单元为电网提供升压；当电网的输出电压恢复时，处理单元控制第一开关单元断开、第二开关单元导通，电网输出经过第二开关单元给储能单元充电；当储能单元的电压达到额定电压时，处理单元控制第一开关单元断开、第二开关单元断开。
优选的，所述第一开关单元包括：MOS管Q1，所述MOS管Q1的源极连接电网，栅极连接处理单元，漏极连接储能单元的输出端。
优选的，所述第二开关单元包括：MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极连接储能单元的输出端，栅极连接处理单元，漏极连接电网。
优选的，所述储能单元包括：蓄电池C1以及储能电感L1，所述储能电感L1的一端连接蓄电池C1，另一端连接第一开关单元以及第二开关单元。
优选的，还包括：
输入端连接储能单元，输出端连接采集单元的电流传感器H，用于检测储能单元的充电电流；
所述处理单元根据采集单元发送的储能单元的充电电流，当充电电流大于设定电流阈值时，处理单元通过控制第一开关单元对充电电流进行限流。
优选的，还包括：
与处理单元连接的通讯单元，用于数据的传输。
本发明的有益效果:
(1)当电网电压暂降时，通过储能单元放电的方式，为直流母线提供补偿电压，实现电网电压不暂降，保证电网电压的稳定性；
(2)以较低的投入成本配置蓄电池和功率器件，不需要花高昂成本建设大功率UPS系统，就能规避电网直流侧电压暂降的问题，使设备处于安全运行状态；
(3)对储能单元充电电压电流、以及停止充电控制，延长储能单元的使用寿命，提高储能单元的可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例中的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的主要构想是：当电网的输出电压骤降时，通过储能单元瞬间输出电压到电网对电网输出的电压进行补充，避免了由于输出电压的骤降而导致设备不能工作。
基于上述构想，本实施例提出一种应用于电网的电压调节系统，如图1所示，包括：储能单元，用于当电网的输出电压暂降时，为电网提供升压；一端连接储能单元输出端，另一端连接电网的第一开关单元；一端连接储能单元输出端，另一端连接电网的第二开关单元；与电网以及储能单元连接的采集单元，用于采集电网的输出电压以及储能单元的电压；输入端连接采集单元，输出端连接第一开关单元、第二开关单元、储能单元的处理单元。
处理单元获取采集单元发送的电网的输出电压，并与设定电压阈值U作对比，当电网的输出电压Ut小于设定电压阈值U时，处理单元发出控制指令调节PWM1和PWM2的占空比控制第一开关单元导通、第二开关单元断开，同时控制储能单元输出电压U-Ut经过第一开关单元为电网提供升压；当电网的输出电压恢复时，处理单元发出控制指令调节PWM1和PWM2的占空比控制第一开关单元断开、第二开关单元导通，电网输出经过第二开关单元给储能单元充电；当储能单元的电压达到额定电压时，处理单元发出控制指令调节PWM1和PWM2的占空比控制第一开关单元断开、第二开关单元断开，防止过充电或者长时间浮充电造成储能单元提前失效，进而延长储能单元的使用寿命。
本发明的结构相对简单，同时成本较低，且可以实现：当电网的输出电压骤降时，通过储能单元瞬间输出电压到电网对电网输出的电压进行补充，避免了由于输出电压的骤降而导致设备不能工作；储能单元采用可充电装置，在电网的输出电压正常时，对储能单元进行充电。
参考图2，在一实施例中，第一开关单元包括：MOS管Q1，所述MOS管Q1的源极连接电网，栅极连接处理单元，漏极连接储能单元的输出端。
在一实施例中，第二开关单元包括：MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极连接储能单元的输出端，栅极连接处理单元，漏极连接电网。
第一开关单元和第二开关单元采用MOS管，处理模块发出控制指令调节PWM的占空比能够实现MOS管的快速导通或者截止，同时MOS管的功耗低、成本低。处理模块根据电网的电压，对MOS管Q1发出控制指令调节PWM的占空比，还能够实现对储能单元的输出电压进行控制，使得电网升压后的输出电压保持设定电压阈值。
在一实施例中，储能单元包括：蓄电池C1以及储能电感L1，所述储能电感L1的一端连接蓄电池C1，另一端连接第一开关单元以及第二开关单元。蓄电池C1可以进行反复的自动充电和放电，使得本系统的使用更加便捷。电感储能的优点是可以做到较大电流，而且寿命长。
在一实施例中，应用于电网的电压调节系统还包括：输入端连接储能单元，输出端连接采集单元的电流传感器H，用于检测储能单元的充电电流。
处理单元根据采集单元发送的储能单元的充电电流，当充电电流大于设定电流阈值时，处理单元通过控制第一开关单元对充电电流进行限流。具体的，处理模块根据储能单元的充电电流，对MOS管Q2发出控制指令调节PWM的占空比，实现对电网的输出电流、电压进行限制，以达到充电保护的目的。
在一实施例中，应用于电网的电压调节系统还包括：与处理单元连接的通讯单元，用于数据的传输。
通讯单元实时将电网的输出电压、储能单元输出的电压等数据发送到外部服务器，外部服务器根据这些数据对整个电压调节系统进行分析以及监控。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种应用于电网的电压调节系统，其特征在于，包括：
储能单元，用于当电网的输出电压暂降时，为电网提供升压；
一端连接储能单元输出端，另一端连接电网的第一开关单元；
一端连接储能单元输出端，另一端连接电网的第二开关单元；
与电网以及储能单元连接的采集单元，用于采集电网的输出电压以及储能单元的电压；
输入端连接采集单元，输出端连接第一开关单元、第二开关单元、储能单元的处理单元，
所述处理单元获取采集单元发送的电网的输出电压，当电网的输出电压Ut小于设定电压阈值U时，处理单元控制第一开关单元导通、第二开关单元断开，同时控制储能单元输出电压U-Ut经过第一开关单元为电网提供升压；当电网的输出电压恢复时，处理单元控制第一开关单元断开、第二开关单元导通，电网输出经过第二开关单元给储能单元充电；当储能单元的电压达到额定电压时，处理单元控制第一开关单元断开、第二开关单元断开。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电网的电压调节系统，其特征在于，所述第一开关单元包括：MOS管Q1，所述MOS管Q1的源极连接电网，栅极连接处理单元，漏极连接储能单元的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种应用于电网的电压调节系统，其特征在于，所述第二开关单元包括：MOS管Q2，所述MOS管Q2的源极连接储能单元的输出端，栅极连接处理单元，漏极连接电网。
4.根据权利要求1所述的一种应用于电网的电压调节系统，其特征在于，所述储能单元包括：蓄电池C1以及储能电感L1，所述储能电感L1的一端连接蓄电池C1，另一端连接第一开关单元以及第二开关单元。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种应用于电网的电压调节系统，其特征在于，还包括：
输入端连接储能单元，输出端连接采集单元的电流传感器H，用于检测储能单元的充电电流；
所述处理单元根据采集单元发送的储能单元的充电电流，当充电电流大于设定电流阈值时，处理单元通过控制第一开关单元对充电电流进行限流。
6.根据权利要求1～4任一项所述的一种应用于电网的电压调节系统，其特征在于，还包括：
与处理单元连接的通讯单元，用于数据的传输。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910334211.1A CN110137991A (zh) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | 一种应用于电网的电压调节系统 |
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| CN201910334211.1A CN110137991A (zh) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | 一种应用于电网的电压调节系统 |
Publications (1)
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| CN201910334211.1A Pending CN110137991A (zh) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | 一种应用于电网的电压调节系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN110137991A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112510727A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-03-16 | 浙江大学 | 一种配网电压暂降治理装置及其控制方法 |
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2019
- 2019-04-24 CN CN201910334211.1A patent/CN110137991A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112510727A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-03-16 | 浙江大学 | 一种配网电压暂降治理装置及其控制方法 |
| CN112510727B (zh) * | 2020-10-16 | 2022-05-17 | 浙江大学 | 一种配网电压暂降治理装置及其控制方法 |
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