[发明专利]基于双母线交叉供电的动态电压恢复系统

权利要求书

1.一种基于双母线交叉供电的动态电压恢复系统，电压恢复系统采用双母线交叉供电方式，在电网侧实现母线上电压暂降与中断的集中补偿，每段母线各配置一套动态电压恢复系统，每套动态电压恢复系统包括：逆变器INV1、逆变器INV2、INV1输出滤波装置、INV2输出滤波装置、逆变器INV1的串联耦合变压器T3、超级电容V1、蓄电池组V2、充电控制器1、动态电压恢复装置控制系统2、母联静态转换开关Q3、防倒灌快速开关SCR；所述逆变器INV1的输出电压经INV1输出滤波装置再输出至串联耦合变压器T3的一次侧，串联耦合变压器T3的二次侧串联接入电网，用以补偿小幅的电压暂降实现DVR功能，逆变器INV2输出电压经INV2输出滤波装置后并联接入电网实现在线UPS的功能，在电网发生供电中断时，逆变器INV2起到支撑电压和频率的作用；逆变器INV1为低容量逆变单元，逆变器INV2为高容量逆变单元，所述超级电容V1、蓄电池组V2分别与充电控制器1相连，所述充电控制器1与逆变器INV1、逆变器INV2相连，所述动态电压恢复装置控制系统2分别与逆变器INV1、逆变器INV2相连，所述母联静态转换开关Q3将I段母线和II段母线相连，所述防倒灌快速开关SCR接于串联耦合变压器T3和主变压器之间；

其特征在于，基于双母线交叉供电的动态电压恢复系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，在线监测母线电压：正常运行时，由控制系统在线监测母线电压信号，电压暂降补偿系统不投入工作，而电压中断恢复系统会根据控制系统的实时检测的电压信号，并跟踪输出一个等幅同相的电压，与I段电网并网运行共同为负载供电，作为负载的热备份电源；

步骤2，电压恢复系统工作模式选择：当发生电压跌落时，通过对电压暂降幅值进行判断，如果电压暂降幅值小于30％，则由电压暂降补偿系统投入工作进行电压暂降补偿；当电网电压跌落30％或完全失电时，电压中断恢复系统投入工作实现电压中断恢复；

步骤3，电压恢复系统投入工作

3.1电压暂降补偿系统工作：发生电压暂降时，控制系统迅速控制低容量逆变单元INV1输出补偿电压，通过并网变压器T3来补偿电网中母线电压的暂降，确保母线电压依旧为标准的正弦波电压信号；

3.2电压中断恢复系统工作：发生电压中断时，立刻断开防倒灌SCR快速断开，防止电流倒灌，且INV1不工作，控制系统控制INV2处于“孤岛”运行状态，负载由INV2独立供电；紧接着，控制系统启动并网预同步控制模块，调整INV2的输出电压，使其与右侧II段电网电压一致，待INV2输出电压的幅值、频率、相位与II段电网在误差允许范围内时，合上母联静态转换开关Q3，此时INV2和II段电网共同为负载供电，INV2由“孤岛”运行状态转入“并网”运行状态；当I段电网由故障或检修状态恢复正常供电时，控制系统控制Q3断开，负载由INV2独立供电，控制系统再次启动并网预同步控制模块，调整其INV2输出电压与I段电网一致，然后合上防倒灌SCR，系统恢复正常供电；

步骤4，如此反复，实现电网侧电压暂降与中断的快速有效恢复，提高了敏感负荷的供电可靠性。

2.根据权利要求1所述的基于双母线交叉供电的动态电压恢复系统，其特征在于，所述逆变器INV1、逆变器INV2均采用全桥升压变换器与3H桥级联型27电平逆变器相结合的升压型混合级联多电平逆变单元作为主电路拓扑单元，直流端采用全桥升压结构，对蓄电池以及超级电容进行按比例的升压输出，实现3H桥的直流电压输入比满足U₁:U₂:U₃＝1:3:9的输入要求，从而通过脉宽调制控制逆变器输出27电平的交流电压，为电压暂降与中断的恢复提供稳定的补偿电压。