[发明专利]一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，包括含有变压器和负载的外部电网，其特征在于它包括电压、电流检测电路、信号调理电路、A/D采样及转换模块、DSP控制单元、PWM驱动单元、SFCL单元和超级电容电压补偿模块；其中，所述电压、电流检测电路的输入端接收来自外部电网和超级电容电压补偿模块的电压信号以及来自外部电网和SFCL模块的电流信号，其输出端与信号调理电路的输入端连接；所述A/D采样及转换模块的输入端接收来自信号调理电路的信号，其输出端与DSP控制单元的输入端连接；所述PWM驱动单元的输入端接收DSP控制单元的控制信号，其输出端分别与SFCL单元的输入端和超级电容电压补偿模块的输入端连接；所述SFCL模块和超级电容电压补偿模块的输入信号均采集于外部电网，而其输出端均与电压、电流检测电路和外部电网相连接；所述超级电容电压补偿模块的输出端经变器T_s与外部电网连接。

2.根据权利要求1所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述电压、电流检测电路采用CHV-50P 型的电压传感器和DT-50P 霍尔电流传感器。

3.根据权利要求1所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述信号调理电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R5、电阻R6、两个TLC2721D、两个二极管D11、电容C20和电容C40组成；其中第一个TLC2721D的正输入端与电阻R3相连且经电阻R4与+1.5V参考电压相连，负输入端经电阻R1接地且经电阻R2与其输出端相连形成反馈环节；第一个TLC2721D的输出端经电阻R5、电阻R6与第二个TLC2721D的正输入端相连，且第二个TLC2721D的正输入端经电容C40接地；第二个TLC2721D的负输入端直接与它的输出端相连形成反馈环节，而电容C20一端接在电阻R5和电阻R6之间，另一端接在第二个TLC2721D输出端形成反馈环节；第二个TLC2721D输出端经电阻R7与两个二极管D11相连。

4.根据权利要求3所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R7的阻值为51K；所述电阻R5的阻值为7.8K；所述电阻R6的阻值为14.7K；所述电容C20的容值为0.022uF；所述电容C40的容值为0.01uF（见图2）。

5.根据权利要求1所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述A/D采样及转换模块由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C 、运算放大器OP497和A/D转换芯片AD7656构成。其中运算放大器OP497的负输入端与电阻R1的一端相连，而正输入端经电阻R2后接地；电阻R1的另一端经由电阻R3和电容C并联组成的反馈环节与运算放大器OP497的输出端相连；OP497的输出端经电阻R4与芯片AD7656的输入端AN1相连；所述A/D转换芯片是具有6通道16位ADC同步采样、双极性模拟输入的AD7656BSTZ的转换逐次逼近型芯片。

6.根据权利要求1所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述SFCL单元由超导储能电感、4个晶体管构成的变流器、限流电阻R和常规耦合变压器组成；其中常规耦合变压器的二次侧并联限流电阻R后与变流器相连，而变流器的输出端与超导储能电感相互串联。

7.根据权利要求1所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述超级电容电压补偿模块由并联变流器1、串联变流器2、超级电容模块、滤波电感L₁、滤波电感L₂、滤波电容C₁、滤波电容C₂和电容C_dc组成；其中，所述并联变流器1经滤波电感 L₁、滤波电容 C₁并联在电网两端；串联变流器2经滤波电感 L₂、滤波电容 C₂和变压器T_s将输出的电压U串联在电网上；其中并联变流器1的输出端、串联变流器2的输入端和超级电容模块的输入输出端均接在电容C_dc的两端。