CN115528692A - 一种分布式新能源自适应有源阻抗控制方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式新能源自适应有源阻抗控制方法与装置,属于有源电力滤波技术领域。该装置包括逆变器、调制信号生产模块和检测调节模块;检测调节模块包括隔离装置T1,隔离装置T1的二次线圈侧两端并联电容Cd,隔离装置T1二次线圈与电感Ld串联;所述的调制信号生产模块包括基波电压检测模块、谐波电压检测模块和PWM控制与驱动模块;通过本发明可有效抑制电力线路区域电压振荡,具有即插即用,方便快捷、安全可靠的优点。

Description

一种分布式新能源自适应有源阻抗控制方法与装置
技术领域
本发明属于有源电力滤波技术领域,具体涉及一种分布式新能源自适应有源阻抗控制方法与装置。
背景技术
随着电力电子非线性负荷在工业和民用现场应用越来越广泛,电网中电流波形畸变更加严重,谐波和无功问题越来越显著。针对谐波和功率因数问题,工业界已提出多种应对方案,其中主要的滤波方案包括传统无源LC滤波器、传统并联有源电力滤波器、串联混合型有源电力滤波器、注入型混合有源电力滤波器及统一电能质量调节器。
无源滤波器体积、重量较大,且只能滤除特定频率的谐波;在所有电力滤波器中,串联混合型有源电力滤波器由于能极大提高谐波阻抗(起谐波隔离器作用)而引发广泛关注。但是由于此类滤波器串联于系统中,且谐波等效阻抗固定,所需变压器容量较大,因此其在保护策略及稳定性等方面存在一系列问题,具体如下:1)串联有源电力滤波器的整体系统需要定制保护策略。逆变器组件串联于电源和负载之间,无法通过电源接触器、断路器或保险丝等装置得到直接的保护;2)装置的滤波性能与变压器容量相冲突。传统基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器仅对基波磁通进行补偿,只能降低基波等效阻抗,当所用变压器确定后,谐波等效阻抗固定,为变压器励磁阻抗;变压器额定容量的设计取决于考虑系统保护策略下的励磁阻抗大小,考虑变压器基波磁通完全没有得到补偿的极端情况,为降低该额定容量,必须减小变压器励磁阻抗;综上,较好的滤波性能要求较大容量的变压器。3)装置的保护策略及可靠性与变压器容量相冲突。为了便于保护并提高装置的可靠性,变压器励磁阻抗也应该设计得较小,否则一旦装置处于非正常运行状态,逆变器输出电压将会非常高。4)装置通过串联型变压器接入电网,系统正常运行状态下,易造成LC振荡,不便于直接接入电网(或从电网切除)。
综上,无源滤波器体积、重量大,只能滤除特定频率的谐波;现有串联混合型有源电力滤波器因充当一个“谐波隔离器”起到实时滤波的作用而引发广泛关注。但一方面其仅对基波磁通进行补偿,从而只能降低基波等效阻抗,当所用变压器确定后,其谐波等效阻抗为定值,为取得较好滤波效果,需采用较大容量变压器;另一方面,现有串联混合型有源电力滤波器通过变压器串入电网,系统正常工作时,在不断开线路的条件下,无法直接将装置接入电网(或从电网切除)。
发明专利201710598617.1《一种即插即用的有源电力滤波装置》公开了一种即插即用的有源电力滤波装置,适用于包括系统电源和谐波负载的电路,包括:互感器、逆变器、调制信号生成模块;互感器的一次侧的绕组为穿过其铁芯内部的系统电源和谐波负载之间的输电线;调制信号生成模块用于生成逆变器的调制信号,调制信号由反向放大后的一次侧基波电流和正向放大后的一次侧谐波电流叠加生成;逆变器用于将直流信号转变成与调制信号同频率的交流电流信号并注入所述互感器二次侧绕组,以使互感器一次侧基波等效阻抗为Z1+(1-α)Zm,互感器一次侧第n次谐波等效阻抗为nZ1+(1+β)nZm。
发明专利201810084772.6《一种阻抗调节装置、微网三相系统、微网及下垂控制方法》公开了一种阻抗调节装置、微网三相系统、微网及下垂控制方法,装置包括:变压器、电压源逆变器、电流检测单元、第一放大器、第二放大器、移相单元、PWM驱动信号生成单元、阻抗检测单元、第一加法器及第二加法器;根据线路电阻、电阻指令值生成第一放大倍数k1,根据线路电抗和电抗指令值生成第二放大倍数k2,电流信号被放大k1倍生成第一参考信号,电流信号被放大k2倍并移相90°生成第二参考信号,PWM驱动信号生成单元根据参考信号叠加后的信号生成驱动信号,并控制电压源逆变器产生施加于变压器二次侧绕组两端的电压,从而改变变压器一次侧绕组的等效阻抗。
以上两种专利均是通过采用电压、电流反馈的方式进行,而线路振荡一般是在线路合闸的瞬间开始振荡的,当时只有电压信号,没有带负荷,即没有电流或电流值很小(一次电流小于20A),此时以上两种方法准确率和有效性有限。
随着“碳达峰、碳中和”战略的深入推进,中国可再生能源发电迅速大量开展建设,传统电网结构并入大量的可再生能源设备,使电网阻抗升高,并对公共耦合点(point ofcommon coupling,PCC)电压带来扰动。电网公共耦合点电抗出现扰动的情况称之为弱电网条件,光伏电站并网大多属于弱电网条件。弱电网条件给光伏逆变器稳定运行带来较大隐患。当前光伏并网逆变器的研究主要集中在LCL型滤波器方向,相比较传统L型滤波器,LCL型滤波器具有更好的高频谐波抑制效果,应用面也较大。由于LCL型滤波器是3阶系统,必然存在高频谐振问题,进而实现稳定控制较为困难。
因此如何克服现有技术的不足是目前有源电力滤波技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足,提供一种分布式新能源自适应有源阻抗控制方法与装置。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,包括:逆变器、调制信号生产模块和检测调节模块;
所述的检测调节模块包括隔离装置T1,隔离装置T1的二次线圈侧两端并联电容Cd,隔离装置T1二次线圈与电感Ld串联;
隔离装置T1的一次线圈左端与光伏侧电感L1串联,右端与电网侧电感L2串联;
所述的逆变器包括H4桥电路,H4桥电路与电容Ud并联;H4桥电路的第一输出端与电感Ld的一端相连;H4桥电路的第二输出端与电容Cd的一端相连;
所述的调制信号生产模块包括基波电压检测模块、谐波电压检测模块和PWM控制与驱动模块;
基波电压检测模块的一端与隔离装置T1的一次线圈左端相连,另一端与PWM控制与驱动模块相连;
谐波电压检测模块的一端与电容Cd另一端相连,另一端与PWM控制与驱动模块相连;
基波电压检测模块用于采集基波电压信息;谐波电压检测模块用于采集谐波电压信息;PWM控制与驱动模块用于根据基波电压检测模块采集到的基波电压信息、谐波电压检测模块采集到的谐波电压信息进行处理,生产逆变器H4桥电路中IGBT模块需要的调制信号PWM波。
进一步,优选的是,隔离装置T1包括一次线圈、二次线圈和励磁材料体;
隔离装置T1的一次线圈为输电线路;
励磁材料体卡接在一次线圈上;
二次线圈缠绕在励磁材料体外表面。
进一步,优选的是,励磁材料体所采用的励磁材料为坡莫合金、铁氧体、硅钢或锰铁合金。更为优选的是坡莫合金材料。
进一步,优选的是,励磁材料体为中空圆柱体,且侧面设有开口,圆柱体的高与圆柱底面直径的比大于等于3,小于等于20。
进一步,优选的是,圆柱体底面直径为40-80cm,圆柱体高的长度为1.2m-2m。
进一步,优选的是,逆变器、调制信号生产模块、电容Cd和电感Ld均串联嵌入在励磁材料体中。
本发明同时提供一种分布式新能源自适应有源阻抗控制方法,采用上述分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,包括如下步骤:
步骤(1),采集电力线路基波电压数据和有源阻抗调节装置谐波电压数据,然后通过傅里叶算法合成产生实时电压U1
步骤(2),计算输电线路区域震荡电压波动率
Figure 942802DEST_PATH_IMAGE001
,判断电力线路区域震荡电压波动是否在设定电压阈值范围内;若超过,则进行步骤(3);
步骤(3),根据
Figure 521551DEST_PATH_IMAGE002
,改变R进而实现调整电压波动率
Figure 34572DEST_PATH_IMAGE003
,装置等效一次阻抗
Figure 698771DEST_PATH_IMAGE004
,正交分解得到R,从而实时计算电压控制系数α,首端电压U1输入不变,一次阻抗变化,末端电压
Figure 221020DEST_PATH_IMAGE005
变化,然后
Figure 326379DEST_PATH_IMAGE006
,计算得到调制电压信号,输入逆变器中,通过分布式新能源自适应有源阻抗控制装置得到调节电压,再叠加原有电压,产生电力线路复合电压,反馈到电力线路中;
步骤(4),电力线路复合电压更新的同时,电压波动率计算中的电阻R和电抗X也发生了变化,然后返回步骤(3)迭代计算输电线路区域震荡电压波动率
Figure 134935DEST_PATH_IMAGE007
,直到波动率降低满足要求。
进一步,优选的是,步骤(2)中,判断电力线路区域震荡电压波动是否在设定电压阈值范围内,其具体方法为:
1)判断35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%若超过,则进行步骤(3);
2)判断10kV、380V三相供电电压偏差为标称电压的±7%若超过,则进行步骤(3);
3)判断220V单相供电电压偏差为标称电压的[-10%,+7%]若超过,则进行步骤(3)
PWM控制与驱动模块的另一端与4个IGBT模块的栅极相连。
本发明励磁材料体为中空圆柱体,且侧面设有开口,该开口的目的是用于将励磁材料体卡进输电线路上。本发明励磁材料体也可以不设置开口,直接套接在输电线路上。
本发明与现有技术相比,其有益效果为:
通过本发明分布式新能源自适应有源阻抗控制方法与装置,可有效抑制电力线路区域电压振荡,具有即插即用,方便快捷、安全可靠的优点。
本专利瞄准线路初始合闸瞬间易产生振荡的问题,没有用电流信号,因为此时线路没有带负荷,只采集处理基波电压信号和谐波电压信号,采用本发明比现有技术采集信号更准确,控制策略也就更准确,同时由于本发明是等电位设计,能减少控制装置调整时间,有效性也更强。
附图说明
图1为本发明分布式新能源自适应有源阻抗控制方法流程图;
图2为本发明分布式新能源自适应有源阻抗控制装置并网主电路图;
图3为本发明分布式新能源自适应有源阻抗控制装置结构图;
图4为本发明分布式新能源自适应有源阻抗控制装置并网等效电路;
图5为隔离装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者,均为可以通过购买获得的常规产品。
如图3~图5所示,一种分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,包括:逆变器1、调制信号生产模块2和检测调节模块3;
所述的检测调节模块3包括隔离装置T1,隔离装置T1的二次线圈侧两端并联电容Cd,隔离装置T1二次线圈与电感Ld串联;
隔离装置T1的一次线圈左端与光伏侧电感L1串联,右端与电网侧电感L2串联;
所述的逆变器1包括H4桥电路,H4桥电路与电容Ud并联;H4桥电路的第一输出端与电感Ld的一端相连;H4桥电路的第二输出端与电容Cd的一端相连;
所述的调制信号生产模块2包括基波电压检测模块4、谐波电压检测模块5和PWM控制与驱动模块6;
基波电压检测模块4的一端与隔离装置T1的一次线圈左端相连,另一端与PWM控制与驱动模块6相连;
谐波电压检测模块5的一端与电容Cd另一端相连,另一端与PWM控制与驱动模块6相连;
基波电压检测模块4用于采集基波电压信息;谐波电压检测模块5用于采集谐波电压信息;PWM控制与驱动模块6用于根据基波电压检测模块4采集到的基波电压信息、谐波电压检测模块5采集到的谐波电压信息进行处理,生产逆变器1H4桥电路中IGBT模块需要的调制信号PWM波。
具体地,如图5所示,隔离装置T1包括一次线圈7、二次线圈8和励磁材料体9;
隔离装置T1的一次线圈7为输电线路;
励磁材料体卡接在一次线圈7上;
二次线圈8缠绕在励磁材料体外表面。
具体地,励磁材料体9所采用的励磁材料为坡莫合金、铁氧体、硅钢或锰铁合金。
具体地,励磁材料体9为中空圆柱体,且侧面设有开口,圆柱体的高与圆柱底面直径的比大于等于3,小于等于20。
具体地,圆柱体底面直径为40-80cm,圆柱体高的长度为1.2m-2m。
具体地,逆变器1、调制信号生产模块2、电容Cd和电感Ld均串联嵌入在励磁材料体9中。
本发明同时提供一种分布式新能源自适应有源阻抗控制方法,采用上述分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,如图1所示,包括如下步骤:
步骤(1),采集电力线路基波电压数据和有源阻抗调节装置谐波电压数据,然后通过傅里叶算法合成产生实时电压U1
步骤(2),计算输电线路区域震荡电压波动率
Figure 896217DEST_PATH_IMAGE001
,判断电力线路区域震荡电压波动是否在设定电压阈值范围内;若超过,则进行步骤(3);
步骤(3),根据
Figure 18894DEST_PATH_IMAGE008
,改变R进而实现调整电压波动率
Figure 41077DEST_PATH_IMAGE009
,装置等效一次阻抗
Figure 958217DEST_PATH_IMAGE010
,正交分解得到R,从而实时计算电压控制系数α,首端电压U1输入不变,一次阻抗变化,末端电压
Figure 206796DEST_PATH_IMAGE011
变化,然后
Figure 867584DEST_PATH_IMAGE012
,计算得到调制电压信号,输入逆变器中,通过分布式新能源自适应有源阻抗控制装置得到调节电压,再叠加原有电压,产生电力线路复合电压,反馈到电力线路中;
步骤(4),电力线路复合电压更新的同时,电压波动率计算中的电阻R和电抗X也发生了变化,然后返回步骤(3)迭代计算输电线路区域震荡电压波动率
Figure 747203DEST_PATH_IMAGE003
,直到波动率降低满足要求。
具体地,步骤(2)中,判断电力线路区域震荡电压波动是否在设定电压阈值范围内,其具体方法为:
1)判断35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%若超过,则进行步骤(3);
2)判断10kV、380V三相供电电压偏差为标称电压的±7%若超过,则进行步骤(3);
3)判断220V单相供电电压偏差为标称电压的[-10%,+7%]若超过,则进行步骤(3)。
本发明构思及原理:
电网或者分布式新能源用户经常因高比例电力电子设备接入后,由于电力电子设备老化,参数指标出现不易察觉的变化,易造成发电端并网线路或电网供给用户线路出现区域电压振荡,这种振荡如果不及时进行处理或者消除,极易出现线路过电压,进而损坏或烧毁相关设备,本发明就是在这样背景下提出的。
输电线路区域震荡电压波动率
Figure 100824DEST_PATH_IMAGE003
限值为:(本发明是通过抑制输电线路区域震荡电压波动率来实现的)
1)35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%;
2)10kV、380V三相供电电压偏差为标称电压的±7%;
3)220V单相供电电压偏差为标称电压的[-10%,+7%];
4)其他分布式新能源并网点或供电距离长的用户或对供电电压波动有特殊要求的用户,可有供用电双方自行商定。
采用经典的输电线路电压计算公式
Figure 571120DEST_PATH_IMAGE013
,其中
Figure 35599DEST_PATH_IMAGE014
表示线路首段电压(靠近分布式新能源侧的为首端),
Figure 766795DEST_PATH_IMAGE015
表示线路末段电压(靠近电网侧或负荷侧的为末端),
Figure 291317DEST_PATH_IMAGE016
表示本发明有源阻抗控制装置始端有功功率(即靠近L1的一端),
Figure 248909DEST_PATH_IMAGE017
表示有源阻抗控制装置始端无功功率(即靠近L2的一端),R为电力线路本体直流电阻;X表示电抗;通过上述公式可计算阻抗支路的电压降落,末端电压
Figure 251500DEST_PATH_IMAGE018
电力线路区域振荡时,电压波动率
Figure 102781DEST_PATH_IMAGE019
,实际电力线路本体直流电阻R是由线路金属材质、线径决定的,可以认为是不变的,而本发明有源阻抗控制装置是空心,卡在电力线路上,可以改变电力线路电抗值,根据电阻电感经典物理正交分解公式Z 2=R 2+X 2,可得到线路变化的电抗Z值。
然后计算调整电压控制系数α,得到调制电压信号,通过有源阻抗控制装置,得到调节电压,再与原有电压,形成电力线路复合电压,从而抑制电力线路的电压偏离,进而改善线路的区域震荡问题。
本发明中,基波电压检测模块4采集到的基波电压信息包括基波电压幅值、相位、频率信息;谐波电压检测模块5采集到的谐波电压信息包括谐波电压幅值、相位、频率信息。将基波电压检测模块4采集到的基波电压信息、谐波电压检测模块5采集到的谐波电压信息,通过傅里叶级数合成形成线路首段电压U1,然后通过自适应有源阻抗控制装置的变比,生产调制电压信号初值(起始值),按照输电线路额定电压120%(即最高绝缘电压值,电力设备正常运行电压为额定电压,可以稳定长期运行,额定电压的120%属于最高绝缘电压)。将计算得到的电压信号输入到逆变器1中,形成最终电压信号,反馈到电力线路中,通过电力线路实际电压和逆变器1生产的附加电压,改变电力线路的阻抗值,其中调制电压信号分为调制电压信号,α为电压控制系数,通过调制信号中一次侧电压的放大倍数来实现调节,进而改变α系数可得到电力线路阻抗变化,当分布式新能源发生区域震荡时,电力线路基波电压不正常增大时,α为负数,产生一种抑制波动信号,从而把区域震荡控制在一个可以接受的范围内。
本发明提出分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,如图2所示。L1为光伏侧电感,L2为电网侧电感,D1为本发明提出的分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,结构采用如图3所示。图4中L1为光伏侧电感,L2为电网侧电感,D1为本发明提出分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,自适应有源阻抗装置一次侧两端标记为A、X,二次侧两端标记为a、x,所有部分均包括虚线框内,R1为有源阻抗控制装置一次侧电阻,
Figure 798205DEST_PATH_IMAGE020
为有源阻抗控制装置一次侧电感,R2为有源阻抗控制装置二次侧电阻,
Figure 977513DEST_PATH_IMAGE021
为有源阻抗控制装置二次侧电感,Cd和Ld为逆变器1开关频率的滤波电容和滤波电感;Rm和
Figure 783795DEST_PATH_IMAGE022
为自适应有源阻抗装置励磁电阻和电感。
调制电压信号
Figure 755162DEST_PATH_IMAGE023
Figure 355908DEST_PATH_IMAGE024
为有源阻抗控制装置二次侧电压,ki为确定流过有源阻抗控制装置一次、二次侧绕组变比,其数值为有源阻抗控制装置变比乘以α,调制电压信号不能超过电压信号值的最大值。有源阻抗控制装置一次侧电压U 1 调制电压信号
Figure 288092DEST_PATH_IMAGE025
,kPWM表示逆变器的增益。
有源阻抗控制装置一次侧等效阻抗为
Figure 632486DEST_PATH_IMAGE026
,其中
Figure 458359DEST_PATH_IMAGE027
为光伏侧侧电感和有源阻抗控制装置一次侧AX线圈的漏阻抗,
Figure 230006DEST_PATH_IMAGE028
Figure 649486DEST_PATH_IMAGE029
为逆变器开关频率的滤波电感和有源阻抗控制装置二次侧ax线圈折算到一次侧的漏阻抗,
Figure 797571DEST_PATH_IMAGE030
Figure 477951DEST_PATH_IMAGE031
为有源阻抗控制装置励磁阻抗,
Figure 686078DEST_PATH_IMAGE032
。ω=2π*f,表示角频率,f表示线路频率;
根据图4,利用基尔霍夫定律,可得:
Figure 327275DEST_PATH_IMAGE033
(1)
Figure 13471DEST_PATH_IMAGE034
(2)
式(1)-(2)中,
Figure 813937DEST_PATH_IMAGE035
Figure 927387DEST_PATH_IMAGE036
分别为有源阻抗控制装置一次侧电压和二次侧折算到一次侧的电压,
Figure 55880DEST_PATH_IMAGE037
Figure 545767DEST_PATH_IMAGE038
分别为有源阻抗控制装置一次侧电流和二次侧折算到一次侧的电流,
Figure 200739DEST_PATH_IMAGE039
为光伏侧电感和有源阻抗控制装置一次侧AX线圈的漏阻抗,
Figure 750669DEST_PATH_IMAGE040
Figure 366458DEST_PATH_IMAGE041
为逆变器开关频率的滤波电感和有源阻抗控制装置二次侧ax线圈折算到一次侧的漏阻抗,
Figure 394457DEST_PATH_IMAGE042
Figure 906866DEST_PATH_IMAGE043
为有源阻抗控制装置励磁阻抗,
Figure 627697DEST_PATH_IMAGE044
假设有源阻抗控制装置一次侧电压等于二次侧电压乘以电压控制系数时,即
Figure 730782DEST_PATH_IMAGE045
(3)
联立式(1)-(3),得到
Figure 562472DEST_PATH_IMAGE046
(4)
Figure 926457DEST_PATH_IMAGE047
(5)
则有源阻抗控制装置一次侧等效阻抗为
Figure 818190DEST_PATH_IMAGE048
(6)
有源阻抗控制装置二次侧等效阻抗为
Figure 408571DEST_PATH_IMAGE049
(7)
式(7)中k为有源阻抗控制装置一二次匝数比,即有源阻抗控制装置变比。
从式(6)和(7)中看一、二次等效阻抗均为可变量,其大小和
Figure 778373DEST_PATH_IMAGE050
成一次函数关系,通过改变
Figure 934547DEST_PATH_IMAGE051
大小,便可得到变压器一次、二次的磁势,从而实现有源阻抗控制装置变为无级可调阻抗,进而得到调节电压。
Figure 121815DEST_PATH_IMAGE052
与电力线路原有电感,合成得到电力线路新的电感。进而改变电力线路的电压值,从而抑制电力线路区域震荡。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,其特征在于,包括:逆变器、调制信号生产模块和检测调节模块;
所述的检测调节模块包括隔离装置T1,隔离装置T1的二次线圈侧两端并联电容Cd,隔离装置T1二次线圈与电感Ld串联;
隔离装置T1的一次线圈左端与光伏侧电感L1串联,右端与电网侧电感L2串联;
所述的逆变器包括H4桥电路,H4桥电路与电容Ud并联;H4桥电路的第一输出端与电感Ld的一端相连;H4桥电路的第二输出端与电容Cd的一端相连;
所述的调制信号生产模块包括基波电压检测模块、谐波电压检测模块和PWM控制与驱动模块;
基波电压检测模块的一端与隔离装置T1的一次线圈左端相连,另一端与PWM控制与驱动模块相连;
谐波电压检测模块的一端与电容Cd另一端相连,另一端与PWM控制与驱动模块相连;
基波电压检测模块用于采集基波电压信息;谐波电压检测模块用于采集谐波电压信息;PWM控制与驱动模块用于根据基波电压检测模块采集到的基波电压信息、谐波电压检测模块采集到的谐波电压信息进行处理,生产逆变器H4桥电路中IGBT模块需要的调制信号PWM波。
2.根据权利要求1所述的分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,其特征在于,隔离装置T1包括一次线圈、二次线圈和励磁材料体;
隔离装置T1的一次线圈为输电线路;
励磁材料体卡接在一次线圈上;
二次线圈缠绕在励磁材料体外表面。
3.根据权利要求2所述的分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,其特征在于,励磁材料体所采用的励磁材料为坡莫合金、铁氧体、硅钢或锰铁合金。
4.根据权利要求2所述的分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,其特征在于,励磁材料体为中空圆柱体,且侧面设有开口,圆柱体的高与圆柱底面直径的比大于等于3,小于等于20。
5.根据权利要求4所述的分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,其特征在于,圆柱体底面直径为40-80cm,圆柱体高的长度为1.2m-2m。
6.根据权利要求2所述的分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,其特征在于,逆变器、调制信号生产模块、电容Cd和电感Ld均串联嵌入在励磁材料体中。
7.一种分布式新能源自适应有源阻抗控制方法,采用权利要求1~6任意一项所述的分布式新能源自适应有源阻抗控制装置,其特征在于,包括如下步骤:
步骤(1),采集电力线路基波电压数据和有源阻抗调节装置谐波电压数据,然后通过傅里叶算法合成产生实时电压U1
步骤(2),计算输电线路区域震荡电压波动率
Figure 503478DEST_PATH_IMAGE001
,判断电力线路区域震荡电压波动是否在设定电压阈值范围内;若超过,则进行步骤(3);
步骤(3),根据
Figure 942550DEST_PATH_IMAGE002
,改变R进而实现调整电压波动率
Figure 156493DEST_PATH_IMAGE001
,装置等效一次阻抗
Figure 390029DEST_PATH_IMAGE003
,正交分解得到R,从而实时计算电压控制系数α,首端电压U1输入不变,一次阻抗变化,末端电压
Figure 814057DEST_PATH_IMAGE004
变化,然后
Figure 525661DEST_PATH_IMAGE005
,计算得到调制电压信号,输入逆变器中,通过分布式新能源自适应有源阻抗控制装置得到调节电压,再叠加原有电压,产生电力线路复合电压,反馈到电力线路中;
步骤(4),电力线路复合电压更新的同时,电压波动率计算中的电阻R和电抗X也发生了变化,然后返回步骤(3)迭代计算输电线路区域震荡电压波动率
Figure 859690DEST_PATH_IMAGE001
,直到波动率降低满足要求。
8.根据权利要求7所述的分布式新能源自适应有源阻抗控制方法,其特征在于,步骤(2)中,判断电力线路区域震荡电压波动是否在设定电压阈值范围内,其具体方法为:
1)判断35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%若超过,则进行步骤(3);
2)判断10kV、380V三相供电电压偏差为标称电压的±7%若超过,则进行步骤(3);
3)判断220V单相供电电压偏差为标称电压的[-10%,+7%]若超过,则进行步骤(3)。
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