[发明专利]微电网与大电网间的传输功角的补偿装置及补偿方法

摘要

本发明提供了一种微电网与大电网间的传输功角的补偿装置及补偿方法，补偿装置包括：降压变压器、二极管整流模块、IGBT模块、功角补偿变压器及中央处理模块，降压变压器与微电网侧连接，对微电网侧的电压进行降压处理；二极管整流模块对降压变压器降压后的电信号进行整流处理；IGBT模块根据中央处理模块输出的PWM控制信号，将二极管整流模块整流后的直流电信号转换为交流信号，并输出到功角补偿变压器；功角补偿变压器，对IGBT模块产生的交流电压信号进行升压处理，并叠加到输电线路的电信号上。本发明利用了IGBT模块的快速响应特性，迅速调节输电线路上的有功功率和功角偏移的变化，使有功功率和功角偏移处于合理的范围内。

主权项

一种微电网与大电网间的传输功角的补偿装置，其特征在于，该补偿装置包括降压变压器、二极管整流模块、IGBT模块、功角补偿变压器以及中央处理模块，所述降压变压器与所述微电网侧连接，用于对微电网侧的电压进行降压处理；所述二极管整流模块，用于对所述降压变压器降压后的电信号进行整流处理；所述IGBT模块，用于根据所述中央处理模块输出的PWM控制信号，将所述二极管整流模块整流后的直流电信号转换为交流信号，并输出到所述功角补偿变压器；所述功角补偿变压器，设置在微电网与大电网间的输电线路上，用于对IGBT模块产生的交流电压信号进行升压处理，并叠加到所述输电线路的电信号上；所述中央处理模块，进行如下处理：获取t时刻和t‑1时刻的所述功角补偿变压器的原边线圈的功角偏移α(t)、α(t‑1)，所述微电网侧的电源向量大电网侧的电源向量输电线路的电抗jX_L(t)、jX_L(t‑1)，所述与之间的夹角δ(t)，所述与之间的夹角δ(t‑1)；如果所述α(t)的绝对值在第一阈值以下，则执行如下操作：通过如下公式计算t时刻和t‑1时刻的所述微电网侧向所述大电网侧输送的第一有功功率P(t)、P(t‑1)，其中，以下公式中的正负号根据α(t)、α(t‑1)相对于δ(t)、δ(t‑1)的偏移方向而定，向δ(t)、δ(t‑1)增大的方向偏移为正，向δ(t)、δ(t‑1)减小的方向偏移为负：$P\left(t\right)=\frac{\left|{\stackrel{\‾}{V}}_s\left(t\right)\right|\left|{\stackrel{\‾}{V}}_r\left(t\right)\right|}{\left|X_L\left(t\right)\right|}\sin (\mathrm{\δ}\left(t\right)\±\mathrm{\α}\left(t\right))$和$P(t-1)=\frac{\left|{\stackrel{\‾}{V}}_s(t-1)\right|\left|{\stackrel{\‾}{V}}_r(t-1)\right|}{\left|X_L(t-1)\right|}\sin (\mathrm{\δ}(t-1)\±\mathrm{\α}(t-1));$然后，计算t时刻和t‑1时刻的第一有功功率P(t)、P(t‑1)之间的差值ΔP(t)以及功角偏移α(t)、α(t‑1)的差值Δα(t)；根据所述ΔP(t)和Δα(t)生成向所述IGBT模块的开关控制端输入的PWM信号；如果所述α(t)的绝对值大于所述第一阈值，则执行如下操作：通过如下公式计算t时刻和t‑1时刻的所述微电网侧向所述大电网侧输送的第二有功功率P_b(t)、P_b(t‑1)，以下公式中的正负号根据α(t)、α(t‑1)相对于δ(t)、δ(t‑1)的偏移方向而定，向δ(t)、δ(t‑1)增大的方向偏移为正，向δ(t)、δ(t‑1)减小的方向偏移为负：$P_b\left(t\right)=\frac{{\left|\stackrel{\‾}{V}\left(t\right)\right|}^2}{X_L\left(t\right)}(\sin \mathrm{\δ}\left(t\right)\±\frac{\left|{\stackrel{\‾}{V}}_{\mathrm{\α}}\left(t\right)\right|}{\left|\stackrel{\‾}{V}\left(t\right)\right|}\cos \mathrm{\δ}\left(t\right)),P_b(t-1)=\frac{{\left|\stackrel{\‾}{V}(t-1)\right|}^2}{X_L(t-1)}(\sin \mathrm{\δ}(t-1)\±\frac{\left|{\stackrel{\‾}{V}}_{\mathrm{\α}}(t-1)\right|}{\left|\stackrel{\‾}{V}(t-1)\right|}\cos \mathrm{\δ}(t-1));$然后，计算t时刻和t‑1时刻的第二有功功率P_b(t)、P_b(t‑1)之间的差值ΔP_b(t)以及功角偏移α(t)、α(t‑1)的差值Δα(t)；根据所述ΔP_b(t)和Δα(t)生成向所述IGBT模块的开关控制端输入的PWM信号。