CN201479046U

CN201479046U - 一种基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统

Info

Publication number: CN201479046U
Application number: CN2009201825171U
Authority: CN
Inventors: 戴树梅; 戴超波; 吴灿雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2019-08-17

Abstract

本实用新型公开了一种基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统。其所述的串联变压器，一端与DC-AC逆变器相接，另一端与配电线路相接；所述的太阳能电池组同时接于蓄电池组、直流电路及DC-AC逆变；所述的蓄电池组的输出端同时连接到DC-AC逆变器以及直流负载，所述DC-AC逆变器连接到交流负载，所述综合控制器同时连接到太阳能板、蓄电池组、DC-AC逆变器、动态电压调节器、直流负载以及交流负载。本实用新型的蓄电池组的充电电源采用太阳能光伏发电，可有效地减少矿物能源的消耗和温室气体门排放，太阳能作为DVR储能源、补偿时间长，在蓄电池充电时线路上不会产生压降、不增加能量损耗，DVR可靠性高，动态性能良好，性价比高。

Description

一种基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统

技术领域：

本发明是关于一种动态电压恢复系统，特别是指一种基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统，它涉及一种太阳能发电储能系统，与电能质量调节技术。

背景技术：

现代的电能质量，除了传统的可靠性、频率偏差、电压偏差三大指标外，还包括三相不平衡电流、短时电压中断、短时电压降低(跌落)或升高、电压波动与闪变、谐波等指标，其中电压跌落问题已成为影响许多用电设备正常、安全运行的最严重的动态电能质量问题。在现代工业生产中，电压跌落将引起厂家的产品质量下降，甚至导致全厂生产过程中断，从而造成巨大的经济损失。因此，如何抑制电压跌落对敏感电力用户的干扰、提高配电系统的动态电能质量，已成为急需解决的问题。

传统的调压手段，如改变有载调压变压器的变比、投切并联补偿电容器等，因其响应速度慢，控制不精确，对抑制电压跌落问题无能为力。

采用无功补偿：1.可提高用户的功率因数，从而提高了电气设备的利用率；2.可减少电力网络的有功损耗；3.可合理地控制电力系统的无功功率流动，从而可提高电力系统的电压水平，改善电能质量。但是无功补偿不能解决电网电压骤降及谐波问题。

采用UPS电源：可为深度的或持续较长的电压降落提供电力保护，但其容量受限制。

动态电压调节器(Dynamic Voltage Restorers简称DVR)，是解决电压突升、突降、闪变等电压波动及谐波的最有效、最经济手段。DVR是带有储能装置(系统)的串联补偿装置，它是基于高压大功率开关器件，利用电力电子开关器件的高速开断特性，通过向系统注入相应的补偿分量来实现对系统的电压、电流、无功潮流等参数的动态跟随。它除了补偿无功功率外，还有补偿有功功率的能力及消除谐波的能力。DVR一般可减轻突降至额定电压50％，维持时间30个周波的电压突降及闪变，以稳定敏感负载的电压。依上所述，DVR主要是以补偿短时间(一般来说补偿电压的变化的时间范围大概在0.5-30个电压周期)的电网电压跌落、闪变和谐波，因此要求DVR响应速度快，同时对畸变的输入电压有较强的抑制作用。

现有DVR工作原理：如图1所示，供电系统中电源连接了多条支路，这些支路之间会相互影响，若某支路发生了对地短路故障，带有敏感负载的另一条支路的电压会受到很大的影响，乃至无法正常工作，这时，在该支路的敏感负载前串接一个动态电压调节器(DVR)，它是一种静态串联补偿器，可等效为一受控电压源，在电源和敏感负载之间加入任意幅值、相位的电压。DVR注入变压器串联于电路中，与电网电源相加一起给负载供电。DVR产生的电压由PWM电压源逆变器提供，逆变器由储能单元供电。利用传感器、采样捡测单元主要检测输入电压的幅值和相位，通过比较等跟踪方式产生由补偿策略确定的补偿信号；形成PWM信号控制逆变器功率开关，最后由滤波器滤除高次谐波，输出一个补偿电压以补偿电源电压的偏差，抵消电源电压中的各种畸变分量，从而提高系统的电能质量，使负载侧电压免受电源侧电压的不对称、闪变、波动及谐波的干扰，满足敏感负载对电能质量的高要求。DVR由储能装置、逆变器、注入设备(如串联变压器)、无源滤波和控制器等几部分组成。就储能装置而言，采用电解电容是最简单、经济的一种；且为确保长时间的补偿，可在电容的前端加装二极管全桥整流电路，但其容量有限。常用蓄电池储能。

根据国内外文献检索，目前国内外多数由串联或并联在线路上的变压器经整流对蓄电池充电。串联变压器串在电网中作为充电储能电源及逆变输出的注入设备，有的采用无串联变压器级联多电平中压大功率DVR。前者在正常运行时线路上会产生压降和增加能量损耗，而且仅靠蓄电池补充能源，补偿肘间受蓄电池容量限制；后者结构复杂。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种具有电能调节功能的、可持续补偿的，由太阳能发电储能及提供补偿电能的动态电压恢复系统。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：包括：一太阳能电池组，一蓄电池组，一逆变电源，一串联变压器，一无源滤波，一直流负载，一交流负载及一综合控制器，所述的串联变压器，一端与DC-AC逆变器相接，另一端与配电线路相接；所述的太阳能电池组同时接于蓄电池组，、直流电路及DC-AC逆变；所述的蓄电池组的输出端同时连接到DC-AC逆变器以及直流负载，所述DC-AC逆变器连接到交流负载，所述综合控制器同时连接到太阳能板、蓄电池组、DC-AC逆变器、动态电压调节器、直流负载以及交流负载。

本实用新型基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统的优点在于：蓄电池组的充电电源采用太阳能光伏发电，可有效地减少矿物能源的消耗和温室气体门排放，太阳能作为DVR储能源、补偿时间长，在蓄电池充电时线路上不会产生压降、不增加能量损耗，DVR可靠性高，动态性能良好，性价比高。同时太阳能还可供应其它负载或向市电供电，综合利用能源，投资回收期短

附图说明：

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是DVR的工作原理图。

图2是本实用新型基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统的方框图。

图3是本实用新型基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统的实施电路图。

图中：10-太阳能电池方阵；20-蓄电池组；30-DC-AC逆变器；40-滤波器；50-直流负载；60-交流负载；70-串联变压器；80-敏感负载；90-综合控制器；100-升压变压器；110-配电网；120-直流母线；130-交流母线；140-配电变压器；150-旁路开关。

具体实施方式：

请同时参阅图2及图3所示，图2是本实用新型基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统的方框图，图3为本实用新型基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统的实施电路图。本实用新型基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统包括一太阳能板10、一蓄电池组20、一DC-AC(直流-交流)逆变器30、一DVR(动态电压调节器)40、一直流负载50、一交流负载60以及一综合控制器70。

所述太阳能电池方阵10的输出端同时连接到蓄电池组20、DC-AC逆变器30，以及直流负载50。所述蓄电池组20的输出端同时连接到DC-AC逆变器30以及直流负载50。所述DC-AC逆变器30连接到交流负载60。所述；滤波器40一端连接到DC-AC逆变器30，另一端连接到串联变压器70。所述综合控制器90同时连接到太阳能电池方阵10、蓄电池组20、DC-AC逆变器30、滤波器40、直流负载50以及交流负载60。

所述的太阳能电池方阵10平时不仅给蓄电池组20进行充电，同时还可供直流负载50以及交流负载60。

所述综合控制器同时连接到太阳能板、蓄电池组、DC-AC逆变器、DVR、直流负载以及交流负载。用一个控制器完成太阳能最大输出功率跟踪、蓄电池充放电、逆变注入系统补偿控制、并网控制以及有关保护。综合控制器是一个多功能多任务的控制器，用一个控制器完成太阳能最大输出功率跟踪、蓄电池充放电、逆变注入系统补偿控制、并网控制以及有关保护。DVR补偿电源由蓄电池组及太阳能发电系统提供，蓄电池组由太阳能电池组进行充电，太阳能发电平时还可供其它交、直流负载用电。

Claims

1.一种基于太阳能发电储能的动态电压恢复系统，包括：一太阳能电池组，一蓄电池组，一逆变电源，一串联变压器，一无源滤波，一直流负载，一交流负载及一综合控制器，其特征在于所述的串联变压器，一端与DC-AC逆变器相接，另一端与配电线路相接；所述的太阳能电池组同时接于蓄电池组，、直流电路及DC-AC逆变；所述的蓄电池组的输出端同时连接到DC-AC逆变器以及直流负载，所述DC-AC逆变器连接到交流负载，所述综合控制器同时连接到太阳能板、蓄电池组、DC-AC逆变器、动态电压调节器、直流负载以及交流负载。