[发明专利]用于低压配电系统的新型高效特需供电设备的研究方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型高效“特需”供电设备，尤其涉及用于低压配电系统的新型高效特需供电设备的研究方法。

背景技术

目前，由于各国(或各洲际)的电源频率和电压水平存在较大的差异，并且各个地区对供电稳定性和供电电能质量也存在着一定的差异，随着上海2010年世博会的日益临近，根据各国参展设备对供电可靠性和供电电能质量要求的差异(各种设备对供电可靠性和电能质量具有不同的耐受限度)，这使得各个国家或地区展馆的供电问题成为一个突出的问题。

与此同时，由于大量非线性负荷和冲击性负荷的投入使用(如变频调速设备和电弧炉等)，交流输入电源电流存在大量的谐波和无功功率需求，这将严重危害低压配电系统的安全运行和经济运行，增加配电系统的线路损耗，这将影响到我低压配电网络“节能降耗”指标的实现。

此外，大量的关键负荷中心(例如银行、医院等)由于采用大量非线性负荷(电脑、调光灯等)，使得配电线路电能质量严重下降，与此同时这些负荷的部分主要用电设备(数据中心、测量设备)对电能质量的要求极为苛刻，应此在考虑如何避免谐波电流对电网造成影响的同时，亦要考虑如何电网电能质量问题对精密设备运行的影响。

另外，部分用户自行采用了新型能源发电设备(太阳能和风能等)，为了充分利用新能源，设计需求在充分满足用户负荷需求后，部分电能应反馈给供电网络，因此采用哪一种拓扑结构的新型“特殊”供电设备能够同时满足新能源接入网和用户供电需求，成为一个重要研究内容。

上述众多实际工况说明了，关于提高供电可靠性和供电电能质量、有效降低配电线路功率损耗、新能源和储能装置接入网和“特殊需求”供电服务等技术是一个重要的综合研究内容。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种稳定的用于低压配电系统的新型高效特需供电设备的研究方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：用于低压配电系统的新型高效特需供电设备的研究方法，其特征在于，该研究方法包括理论分析、实验研究两部分；

所述理论分析包括：

(1)通过电力系统仿真专用软件，仿真新型高效“特需”供电设备的拓扑结构和控制策略，优化相关元件参数和控制参数配置，实现装置主逆变部分低开关频率运行方案；

(2)采用低损耗功率开关器件，提高装置的电能转换效率和装置的热稳定性；

(3)构建动态模拟实验网络，形成具有“特需”供电功能的工业样机，进行动态模拟试验和现场试验；

(4)建立新能源接入和储能设备基地完成新能源接入方式的前期研究和方案设计；

所述实验研究包括：

(1)构建基于高性能数字信号处理器和大规模现场可编程门级阵列的主控制器，实现装置四象限能量转换功能，为用户提供高稳定性和高电能质量的供电电源；

(2)建立基于高性能数字信号处理器控制系统的电源电能质量和有功、无功功率监控、通讯、预测和治理综合控制器；

(3)通过模拟、仿真和实验，研究供电网的拓扑结构，以及投入装置对供电网拓扑结构的影响及对电源电能质量的提高作用；

(4)分析装置在供电系统处于故障运行、存在较大不对称度和较大的负荷冲击时的运行状态，解决三相负荷不平衡给电源系统稳态和暂态带来的问题；

(5)通过仿真和试验解决大功率逆变器、逻辑控制器和控制电源之间的电磁兼容性问题；

(6)通过数值仿真和动态模拟实验实现特需供电设备接入网技术、控制策略和样机装置。

与现有技术相比，本发明具有供电可靠性高、供电电能质量好、满足多用户和多需求的功能特点，并能抑制电力系统谐波污染、电力系统并联补偿设备谐振等优点。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明采用的研究方法为理论分析和实验研究相结合的方法，具体如下：

1.通过电力系统仿真专用软件，仿真新型高效“特需”供电设备的拓扑结构和控制策略，优化相关元件参数和控制参数配置，实现装置主逆变部分低开关频率运行方案；

2.采用低损耗功率开关器件，提高装置的电能转换效率和装置的热稳定性；

3.构建动态模拟实验网络，形成具有“特需”供电功能的工业样机，进行动态模拟试验和现场试验；

4.建立新能源接入和储能设备基地完成新能源接入方式的前期研究和方案设计；

实验方案