[发明专利]一种用于双路电源供电系统需量控制的装置及其方法

权利要求书

1.一种用于双路电源供电系统需量控制的装置，该装置并联于双路电源供电系统两路母线之间的备自投母联开关上，该装置为功率潮流调节器，包括串联耦合变压器、串联侧逆变器、并联侧逆变器、进线开关、出线开关及备自投开关，用于对双路电源供电系统最大需量之和的控制，降低用户计量点的需量，从而减少基本电费；

所述串联耦合变压器的副边并联在所述备自投母联开关的两端，一端与双路电源供电系统的其中一路供电母线连接，另一端与另外一路供电母线连接；所述串联耦合变压器的原边与所述串联侧逆变器连接，所述串联侧逆变器可进行输出电压幅值、相位的调节以及双路电源供电系统之间有功功率的双向调节；设置在所述备自投母联开关一端的其中一路供电系统的并联侧逆变器与该路的供电母线并联连接，用于稳定串联侧逆变器和并联侧逆变器的直流母线电压，并控制双路电源供电系统的母线之间无功功率的流动；串联侧逆变器和并联侧逆变器通过公共直流母线连接；

动态调节串联耦合变压器两端电压的幅值和相位来实现双路电源供电系统之间传输的输出功率在固定范围内调节，实现双路电源供电系统需量之和调节的需求，具体包括如下步骤：

长期监测双路电源供电系统两路供电各自的功率及需量，得到每路的最大需量值及需量曲线，并确定两路供电系统的需量之和的最优限定值；

检测母联备自投开关两侧的各路系统进线电压及电流，计算出两路供电系统的功率，根据系统需量总体控制的要求，将两路电源实时计算得到的需量值进行叠加，将实时需量之和与总需量限定目标值之间的差值进行闭环控制后得到需要调节的串联耦合变压器副边电压变化量，再根据其电压变化量与串联补偿电压之间的关系得到需要补偿的串联补偿电压值，最后通过串联侧逆变器的电压电流闭环控制得到所需的串联补偿电压；通过动态调节其串联耦合变压器输出电压，使其幅值变化范围为0~最大值，相角变化范围为0°~360°，从而实现两路供电系统电源之间的传输功率在固定范围内双向调节，最终实现双路电源供电系统最大需量之和的控制，使双路电源供电系统的需量之和控制在目标值。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述串联侧逆变器和所述并联侧逆变器由可实现功率双向流动的三相全桥功率电路组成，其拓扑为两电平或级联多电平；所述装置的并联侧逆变器可以实现直流母线电压和系统无功功率的控制。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，为了进一步增强需量控制的灵活性和实现能力，在所述串联侧逆变器和并联侧逆变器公共直流母线上增加储能装置，通过储能装置的充电及放电，从而进一步实现双路电源供电系统需量控制的灵活性。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述需量控制是串联侧逆变器通过闭环控制来解决电压和相位调节问题，具体包括如下步骤：

（1）通过锁相环PLL获取串联侧供电母线端电压相位；

（2）采集串联侧逆变器端供电母线上的电压和电流，计算出实时有功及无功功率，和给定的有功/无功限值进行比较，得到的差值通过偏差放大器，经过电压限制器，在考虑电压、电流限幅的基础上，进行幅值和相角计算，得到U_pq电压的幅值和相角，其中控制器是PI控制器；

（3）闭环输出的控制量直接控制功率器件的门极驱动，实现最终的控制要求。