[发明专利]基于风光电互补的前馈型电压串联补偿装置

权利要求书

1.一种基于风光电互补的前馈型电压串联补偿装置，特征在于构成包括：控制器（1）、整流单元（2）、H桥逆变单元（3）、串联变压器（4）、风电直流电压传感器（5）、风电直流电流传感器（6）、交流电压互感器（7）、直流升压单元（8）、光电直流电压传感器（9）、光电直流电流传感器（10）、并网逆变器（11）；

上述部件的连接关系如下：

所述的控制器（1）的整流控制端与所述的整流单元（2）相应的控制端相连，所述的控制器（1）的H桥逆变控制端与所述的H桥逆变单元（3）相应的控制端相连，所述的控制器（1）的直流升压控制端与所述的直流升压单元（8）相应的控制端相连；所述的控制器（1）的转子转速、转子角度输入信号输入端与同步发电机的测速码盘输出端相连，所述的控制器（1）的光电直流电压输入端与所述光电直流电压传感器（9）的输出端相连，所述的控制器（1）的光电直流电流输入端与所述光电直流电流传感器（10）的输出端相连，所述的控制器（1）的并网逆变控制端与所述的并网逆变器（11）的控制端相连；

所述的整流单元（2）的交流输入端与所述的同步发电机的输出端相连，该整流单元（2）的直流输出端与所述的直流升压单元（8）的直流输出端相连；所述的整流单元（2）的直流输出端与直流升压单元（8）的直流输出端相连后与所述的H桥逆变单元（3）的直流母线端相连，H桥逆变单元（3）的交流输出端与所述的串联变压器（4）的初级线圈的两端相连；

所述的串联变压器（4）的次级线圈串接在电网的输电线中，分别与电网的供电端和负载端相连；

所述的风电直流电压传感器（5）的输入端与所述整流单元（2）的直流输出端相连，所述的风电直流电压传感器（5）的输出端与所述控制器（1）相应的风电直流电压输入端相连；

所述的风电直流电流传感器（6）的输入端串接于所述整流单元（2）的直流输出端，所述的风电直流电流传感器（6）的输出端与所述控制器（1）相应的风电直流电流输入端相连；

所述的交流电压互感器（7）的输入端与电网公共点电压相连，所述的交流电压互感器（7）的输出端与所述控制器（1）的交流电压输入端相连；

所述的直流升压单元（8）的直流输入端与光伏电池板的输出端相连；

所述的光电直流电压传感器（9）的输入端与所述直流升压单元（8）的直流输出端相连，其输出端与所述控制器（1）相应的光电直流电压输入端相连；

所述的光电直流电流传感器（10）的输入端串接于所述直流升压单元（8）的直流输出端，其输出端与所述控制器（1）相应的光电直流电流输入端相连；

所述的并网逆变器（11）的直流母线端与所述H桥逆变单元（3）的直流母线端相连，所述的并网逆变器（11）的交流输出端与电网公共点电压相并连，该并网逆变器（11）的控制端与所述控制器（1）相应的并网逆变器输出端相连。

2.根据权利要求1所述的基于风光电互补的前馈型电压串联补偿装置，其特征在于所述的控制器（1）由中央处理单元实现，其核心是数字信号处理器、单片机或计算机。

3.利用权利要求1所述的基于风光电互补的前馈型电压串联补偿装置进行串联补偿的方法，其特征在于该方法包括下列具体步骤：

1）控制器（1）测量交流供电电压U_S、整流单元（2）输出的直流电压U_w与直流电流I_w、直流升压单元（8）输出的直流电压U_PV与直流电流I_PV、同步发电机转速与转子角度；

2）计算整流单元（2）的输出有功功率P_w：P_w=U_w×I_w；

3)计算直流升压单元（8）的输出有功功率P_PV：P_PV=U_PV×I_PV；

4）所述的控制器（1）控制整流单元（2）与直流升压单元（8）进行风光电互补输出：

风能最大功率跟踪：判断本次整流单元（2）输出的有功功率P_w是否大于上次输出值，若是，则继续增大同步发电机转速；否则，维持同步发电机转速不变；

太阳能最大功率跟踪：判断本次直流升压单元（8）输出的有功功率P_PV是否大于上次输出值，若是，则继续增大占空比；否则，维持占空比不变；

5）设U_S0为电网正常时交流供电电压值：

若电网正常，即交流供电电压U_S等于或高于正常电压U_S0的90%时，则控制H桥逆变单元（3）输出电压为零，使得串联变压器（4）注入供电交流线路的电压为零，且控制并网逆变器（11）将风电、光电注入电网，反馈给电网；

若电网故障，即交流供电电压U_S低于正常电压U_S0的90%时，则控制H桥逆变单元（3），使通过所述的串联变压器（₄）输出的电压满足：U_j=(U_S0-U_S)，多余的风电、光电通过控制并网逆变器（11）向电网注入功率，若风电、光电不够，则通过并网逆变器（11）向直流母线注入功率，从而维持直流母线电压稳定。