[发明专利]基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置

摘要

本发明涉及一种基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置。本发明主要是解决现有功角补偿装置存在的交流调节控制量谐波分量大、精确度差精、速度慢和易对静态稳定的精确控制产生误操作的技术难点。本发明采用的技术方案是：基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置，它包括微电网侧降压变压器T1、二极管整流电路、微电网侧参数检测电路、IGBT开关PWM驱动电路和大电网侧参数检测电路，其中：它还包括串联功角补偿变压器T2、直流系统检测控制电路、智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路、功角偏移计算电路、IGBT开关电路和输电线路稳定类型判别电路，根据ΔP(t)、ΔPb(t)、Δα(t)值判别输电线路静态或暂态稳定状况，决策控制IGBT开关电路。

主权项

1.一种基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置，它包括微电网侧降压变压器T₁、二极管整流电路（1）、微电网侧参数检测电路（2）、IGBT开关PWM驱动电路（7）和大电网侧参数检测电路（9），其特征是：它还包括串联功角补偿变压器T₂、直流系统检测控制电路（3）、智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）、功角偏移计算电路（5）、IGBT开关电路（6）和输电线路稳定类型判别电路（8），微电网侧降压变压器T₁原边线圈T₁₁的正极与微电网侧母线S点和微电网侧参数检测电路（2）的左侧输入/输出口I/O连接，微电网侧降压变压器T₁原边线圈T₁₁的负极与地相连，微电网侧降压变压器T₁副边线圈T₁₂的正极与二极管整流电路（1）的交流入口端的正极相连，微电网侧降压变压器T₁副边线圈T₁₂的负极与二极管整流电路（1）的交流入口端的负极相连；二极管整流电路（1）的直流输出端的正极与直流系统检测控制电路（3）中电感L₁的正极相连，二极管整流电路（1）的直流输出端的负极与直流系统检测控制电路（3）中直流电容C_d的负极和IGBT开关电路6的左下端相连，二极管整流电路（1）的检测端与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的左端输入/输出口I/O相连；微电网侧参数检测电路（2）的左端输入/输出口I/O在微电网侧母线S点与t时刻微电网侧电源向量的正极相连，微电网侧参数检测电路（2）右端上侧输入/输出口I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的左下端输入/输出口I/O相连，微电网侧参数检测电路（2）右端下侧输入/输出口I/O与功角偏移计算电路计算（5）左端输入/输出口I/O相连；直流系统检测控制电路（3）由电感L₁、电感L₂和直流电容C_d组成，电感L₁的正极与二极管整流电路（1）的直流输出端的正极相连，电感L₁的负极与直流电容C_d的正极和电感L₂的正极相连；电感L₂的负极与IGBT开关电路（6）的左侧正极相连，直流电容C_d的负极与二极管整流电路（1）的直流输出端的负极和IGBT开关电路（6）的左侧负极相连，电感L₁中的电流I_L1(t)、电感L₂中的电流I_L2(t)，直流电容C_d上的电压V_d(t)被取出后送入智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）上端输入/输出口I/O；智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的左端输入/输出口I/O与二极管整流电路（1）的检测端相连，实时检测二极管的开关状态及发热程度，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的右上端输入/输出口I/O与IGBT开关PWM驱动电路（7）的左端输入口相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的右下端输入/输出口I/O与输电线路稳定类型判别电路（8）的左端输入/输出口I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的下端左侧输入/输出口I/O与微电网侧参数检测电路（2）的右端输入/输出口I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的下端中间输入/输出口I/O与功角偏移计算电路（5）的上端输入/输出口I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的下端右侧输入/输出口I/O与大电网侧参数检测电路（9）的左端输入/输出口I/O相连；智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）在t时刻计算P(t)，P(t-1)，ΔP(t)=P(t)-P(t-1)，P_b(t)，P_b(t-1)，ΔP_b(t)=P_b(t)-P_b(t-1)和Δα(t)=α(t)-α(t-1)，并做开关驱动决策；其中P(t)是t时刻微电网向大电网输送的用于静态稳定分析的有功功率，P(t-1)是t-1时刻微电网向大电网输送的用于静态稳定分析的有功功率，P_b(t)是t时刻微电网向大电网输送的用于暂态稳定分析的有功功率，P_b(t-1)是t-1时刻微电网向大电网输送的用于暂态稳定分析的有功功率，功角偏移α(t)是t时刻功角运行特性曲线在原始工作点δ(t)增大或减小而产生的功角偏移角度，功角偏移α(t-1)是t-1时刻功角运行特性曲线在原始工作点δ(t-1)增大或减小而产生的功角偏移角度；ΔP(t)是t时刻P(t)与t-1时刻P(t-1)之间的差值，ΔP_b(t)是t时刻P_b(t)与t-1时刻P_b(t-1)之间的差值，Δα(t)是t时刻α(t)与t-1时刻α(t-1)之间的差值，计算获得的ΔP(t)、ΔP_b(t)、Δα(t)值被送入输电线路稳定类型判别电路（8）中，根据ΔP(t)、ΔP_b(t)、Δα(t)值判别输电线路静态或暂态稳定状况，决策控制IGBT开关电路（6）；功角偏移计算电路（5）的左端输入/输出口I/O与微电网侧参数检测电路（2）的右端输出口相连，功角偏移计算电路（5）的上端输入/输出口I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的下端中间输入/输出口I/O相连，功角偏移计算电路（5）的右端输入/输出口I/O与大电网侧参数检测电路（9）的左端输入/输出口I/O相连；IGBT开关电路（6）的m点与串联功角补偿变压器T₂原边线圈T₂₁的正极相连，IGBT开关电路（6）的n点与串联功角补偿变压器T₂原边线圈T₂₁的负极相连，IGBT开关电路（6）的左侧正极与直流系统检测控制电路（3）中电感L₂的负极相连，IGBT开关电路（6）的左侧负极与直流系统检测控制电路（3）中直流电容C_d的负极和二极管整流电路（1）的直流输出端的负极相连，IGBT开关电路（6）的下端输入口与IGBT开关PWM驱动电路（7）的上端输出口相连；以便在智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的开关驱动决策指令下根据输电线路稳定类型判别电路（8）的判断，在ΔP_b(t)和Δα(t)的控制下，对输电线路进行暂态稳定功角补偿，在ΔP(t)和Δα(t)的控制下，对输电线路进行静态稳定功角补偿；IGBT开关PWM驱动电路（7）的上端输出口与IGBT开关电路（6）的下端输入口相连，IGBT开关PWM驱动电路（7）的左端输入口与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的右端输入/输出口I/O相连，IGBT开关PWM驱动电路（7）的下端左侧输入口与输电线路稳定类型判别电路（8）的上端左侧输出口连接，IGBT开关PWM驱动电路（7）的下端右侧输入口与输电线路稳定类型判别电路（8）的上端右侧输出口相连；以便于根据由智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）传输的控制变量ΔP(t)，ΔP_b(t)，Δα(t)判别输电线路静态或暂态稳定状况；输电线路稳定类型判别电路（8）的上端左侧输出口与IGBT开关PWM驱动电路（7）的下端左侧输入口相连，输电线路稳定类型判别电路（8）的上端右侧输出口与IGBT开关PWM驱动电路（7）的下端右侧输入口相连，输电线路稳定类型判别电路（8）的左端输入/输出口I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的右端输入/输出口I/O相连；以便于根据由智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）传输的控制变量ΔP(t)，ΔP_b(t)，Δα(t)判别输电线路静态或暂态稳定状况，若输电线路呈现暂态稳定问题，向IGBT开关PWM驱动电路（7）输送控制变量ΔP_b(t)，Δα(t)，若输电线路呈现静态稳定问题，向IGBT开关PWM驱动电路（7）输送控制变量ΔP(t)，Δα(t)；大电网侧参数检测电路（9）的左端下侧输入/输出口I/O与功角偏移计算电路（5）的右端输入/输出口I/O相连，大电网侧参数检测电路（9）的左端上侧输入/输出口I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路（4）的下端右侧输入/输出口I/O相连，大电网侧参数检测电路（9）的上端输入/输出口I/O在大电网侧母线r点与t时刻大电网侧电源向量的正极和输电线路电抗jX_L(t)的负极相连；输电线路电抗jX_L(t)的正极与串联功角补偿变压器T₂副边线圈T₂₂的负极相连，串联功角补偿变压器T₂副边线圈T₂₂的正极在微电网侧母线S点与微电网侧降压变压器T₁原边线圈T₁₁的正极、t时刻微电网侧电源向量的正极和微电网侧参数检测电路（2）的左端输入/输出口I/O相连。