基于igbt開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置。本發明主要是解決現有功角補償裝置存在的交流調節控制量諧波分量大、精確度差精、速度慢和易對靜態穩定的精確控制產生誤操作的技術難點。本發明采用的技術方案是：基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置，它包括微電網側降壓變壓器T1、二極管整流電路、微電網側參數檢測電路、IGBT開關PWM驅動電路和大電網側參數檢測電路，其中：它還包括串聯功角補償變壓器T2、直流系統檢測控制電路、智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路、功角偏移計算電路、IGBT開關電路和輸電線路穩定類型判別電路，根據ΔP(t)、ΔPb(t)、Δα(t)值判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，決策控制IGBT開關電路。
【專利說明】基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置，它屬于一種微電網與大電網之間經輸電線路智能柔性傳輸有功功率的功角補償裝置。
【背景技術】
[0002]在以新能源組成的微電網與大電網經輸電線路傳輸有功功率的過程中，若輸電線路中出現小擾動會呈現靜態穩定問題，為解決靜態穩定問題需要對線路中功角補償裝置的相應開關進行迅速、精確的操作，以使有功功率傳輸的功角運行特性曲線運行在初始靜態工作點上；若輸電線路出現故障會呈現暫態穩定問題，為解決故障暫態穩定問題需要對輸電線路中功角補償裝置的相應開關進行快速的操作，以使有功功率傳輸的功角運行特性曲線為滿足輸電線路極限穩定要求，在有功功率傳輸的功角運行特性曲線達到極限切除角之前完成功角補償裝置相應開關的操作。在傳統的有功功率傳輸的功角運行特性曲線的功角補償裝置中，多采用可控硅整流器(SCR)或可關斷的可控硅整流器(GTO)進行調節，此功角補償裝置獲得的交流調節控制量諧波分量大，精確度差，易對靜態穩定的精確控制產生誤操作；另外，傳統的功角補償裝置中基于SCR或GTO開關的調節速度慢，在輸電線路發生暫態故障時，有功功率傳輸的功角運行特性曲線上故障切除角有可能超過極限切除角，使系統失去暫態穩定，不能滿足輸電線路穩定運行的實時控制要求，因此，在有功功率傳輸的功角運行特性曲線運行在接近穩定極限狀態時，由于速度慢、精確度差，傳統的功角補償裝置易對微電網與大電網之間輸電線路的穩定運行造成潛在或直接失去穩定的威脅。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決現有功角補償裝置存在的交流調節控制量諧波分量大、精確度差精、速度慢和易對靜態穩定的精確控制產生誤操作的技術難點，提供一種能提高系統的靜態穩定性、提高系統的暫態穩定性、精確度高和速度快的基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置。
[0004]本發明為解決上述技術難點而采用的技術方案是:
[0005]基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置，它包括微電網側降壓變壓器T1、二極管整流電路、微電網側參數檢測電路、IGBT開關PWM驅動電路和大電網側參數檢測電路，其中:它還包括串聯功角補償變壓器T2、直流系統檢測控制電路、智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路、功角偏移計算電路、IGBT開關電路和輸電線路穩定類型判別電路，微電網側降壓變壓器T1原邊線圈T11的正極與微電網側母線S點和微電網側參數檢測電路的左側輸入/輸出口 I/O連接，微電網側降壓變壓器T1原邊線圈T11的負極與地相連，微電網側降壓變壓器T1副邊線圈T12的正極與二極管整流電路的交流入口端的正極相連，微電網側降壓變壓器T1副邊線圈T12的負極與二極管整流電路的交流入口端的負極相連；二極管整流電路的直流輸出端的正極與直流系統檢測控制電路中電感L1的正極相連，二極管整流電路的直流輸出端的負極與直流系統檢測控制電路中直流電容Cd的負極和IGBT開關電路的左下端相連，二極管整流電路的檢測端與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的左端輸入/輸出口 I/o相連；微電網側參數檢測電路的左端輸入/輸出口 I/
O在微電網側母線S點與t時刻微電網側電源向量的正極相連，微電網側參數檢測電
路右端上側輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的左下端輸入/輸出口 I/o相連，微電網側參數檢測電路右端下側輸入/輸出口 I/O與功角偏移計算電路計算左端輸入/輸出口 I/O相連；直流系統檢測控制電路由電感L1、電感L2和直流電容Cd組成，電感L1的正極與二極管整流電路的直流輸出端的正極相連，電感L1的負極與直流電容Cd的正極和電感L2的正極相連；電感L2的負極與IGBT開關電路的左側正極相連，直流電容Cd的負極與二極管整流電路的直流輸出端的負極和IGBT開關電路的左側負極相連，電感L1中的電流Iu (t)、電感L2中的電流L2 (t)，直流電容Cd上的電壓Vd⑴被取出后送入智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路上端輸入/輸出口 I/O ;智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的左端輸入/輸出口 I/O與二極管整流電路的檢測端相連，實時檢測二極管的開關狀態及發熱程度，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的右上端輸入/輸出口 I/O與IGBT開關PWM驅動電路的左端輸入口相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的右下端輸入/輸出口 I/O與輸電線路穩定類型判別電路的左端輸入/輸出口 I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的下端左側輸入/輸出口 I/O與微電網側參數檢測電路的右端輸入/輸出口 I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的下端中間輸入/輸出口 I/o與功角偏移計算電路的上端輸入/輸出口 I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的下端右側輸入/輸出口 I/O與大電網側參數檢測電路的左端輸入/輸出口 I/O相連；智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路在 t 時刻計算 P ⑴，P (t-Ι)，Λ P (t) =P (t) -P (t-1)，Pb (t)，Pb (t-1)，Δ Pb (t) =Pb (t) -Pb (t-1)和Λα (t) = a (t)-a (t_l)，并做開關驅動決策；其中P (t)是t時刻微電網向大電網輸送的用于靜態穩定分析的有功功率，P (t-1)是t-1時刻微電網向大電網輸送的用于靜態穩定分析的有功功率，Pb(t)是t時刻微電網向大電網輸送的用于暫態穩定分析的有功功率，Pb(t-Ι)是t-1時刻微電網向大電網輸送的用于暫態穩定分析的有功功率，功角偏移a (t)是t時刻功角運行特性曲線在原始工作點δ (t)增大或減小而產生的功角偏移角度,功角偏移a (t-1)是t-1時刻功角運行特性曲線在原始工作點δ (t-1)增大或減小而產生的功角偏移角度；AP(t)是t時刻P(t)與t-Ι時刻P(t-l)之間的差值，APb(t)是t時刻Pb (t)與t-Ι時刻Pb (t-Ι)之間的差值，Λ a (t)是t時刻a⑴與t_l時刻a (t-1)之間的差值，計算獲得的AP(t)、APb(t)、Δ a (t)值被送入輸電線路穩定類型判別電路中，根據AP(t)、APb(t)、Δ a (t)值判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，決策控制IGBT開關電路；功角偏移計算電路的左端輸入/輸出口 I/O與微電網側參數檢測電路的右端輸出口相連，功角偏移計算電路的上端輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的下端中間輸入/輸出口 I/O相連，功角偏移計算電路的右端輸入/輸出口 I/O與大電網側參數檢測電路的左端輸入/輸出口 I/O相連；IGBT開關電路的m點與串聯功角補償變壓器T2原邊線圈T21的正極相連，IGBT開關電路的η點與串聯功角補償變壓器T2原邊線圈T21的負極相連，IGBT開關電路的左側正極與直流系統檢測控制電路中電感L2的負極相連，IGBT開關電路的左側負極與直流系統檢測控制電路中直流電容Cd的負極和二極管整流電路的直流輸出端的負極相連，IGBT開關電路的下端輸入口與IGBT開關PWM驅動電路的上端輸出口相連；以便在智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的開關驅動決策指令下根據輸電線路穩定類型判別電路的判斷，在APbU)和△ a (t)的控制下，對輸電線路進行暫態穩定功角補償，在AP(t)和△ a (t)的控制下，對輸電線路進行靜態穩定功角補償；IGBT開關PWM驅動電路的上端輸出口與IGBT開關電路的下端輸入口相連，IGBT開關PWM驅動電路的左端輸入口與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的右端輸入/輸出口 I/O相連，IGBT開關PWM驅動電路的下端左側輸入口與輸電線路穩定類型判別電路的上端左側輸出口連接，IGBT開關PWM驅動電路的下端右側輸入口與輸電線路穩定類型判別電路的上端右側輸出口相連；以便于根據由智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路傳輸的控制變量AP(t)，APb(t)，Λ a (t)判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況；輸電線路穩定類型判別電路的上端左側輸出口與IGBT開關PWM驅動電路的下端左側輸入口相連，輸電線路穩定類型判別電路的上端右側輸出口與IGBT開關PWM驅動電路的下端右側輸入口相連，輸電線路穩定類型判別電路的左端輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的右端輸入/輸出口 I/O相連；以便于根據由智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路傳輸的控制變量AP(t)，APb(t)，△ a (t)判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，若輸電線路呈現暫態穩定問題，向IGBT開關PWM驅動電路輸送控制變量APb(t)，Λ a (t)，若輸電線路呈現靜態穩定 問題，向IGBT開關PWM驅動電路輸送控制變量AP(t)，Λ a (t);大電網側參數檢測電路的左端下側輸入/輸出口 I/O與功角偏移計算電路的右端輸入/輸出口 I/O相連，大電網側參數檢測電路的左端上側輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路的下端右側輸入/輸出口 I/O相連，大電網側參數檢測電路的上端
輸入/輸出口 I/O在大電網側母線r點與t時刻大電網側電源向量V(I)的正極和輸電線路
電抗j\(t)的負極相連；輸電線路電抗j\(t)的正極與串聯功角補償變壓器T2副邊線圈T22的負極相連，串聯功角補償變壓器T2副邊線圈T22的正極在微電網側母線S點與微電網
側降壓變壓器T1原邊線圈T11的正極、t時刻微電網側電源向量l(t)的正極和微電網側參
數檢測電路的左端輸入/輸出口 I/o相連。
[0006]由于本發明采用了上述技術方案，解決了現有功角補償裝置存在的交流調節控制量諧波分量大、精確度差精、速度慢和易對靜態穩定的精確控制產生誤操作的技術問題。與【背景技術】相比，具有以下積極效果；
[0007]1、在現有的SCR或GTO功角補償裝置中，SCR或GTO開關不能精確對曲線進行調節，易使系統脫離靜態穩定。本發明中IGBT開關的精確迅速調節可使有功功率傳輸的功角運行特性曲線迅速平行移動，靜態工作點的功率角偏移減小，從而增加靜態穩定儲備系數使系統的靜態穩定性提高；
[0008]2、在輸電線路出現暫態故障時，現有的SCR或GTO功角補償裝置，由于速度慢不能對系統中的故障進行迅速切除，使系統易失去暫態穩定。本發明由于采用了 IGBT開關，其速度遠遠大于SCR或GTO開關，保證在有功功率傳輸的功角運行特性曲線上故障切除角尚未達到極限切除角時，將故障切除，從而提高系統的暫態穩定性；
[0009]3、在現有的以SCR或GTO為主要開關設備的功角補償裝置中，功角補償裝置的功角補償控制量，由于受SCR或GTO開關的控制，其獲得的交流調節控制量諧波分量大，精確度差，產生的波形失真，易導致控制失靈，為解決這一問題，往往需要加裝額外的濾波器使裝置費用增加。本發明采用IGBT開關作為基本的控制元件，其開關速度快、關斷性能佳、控制波形圓滑，無需加裝額外的濾波裝置，控制信號能真實反映被控制的微電網與大電網連接的輸電線路運行狀態，因此，本發明的精確度高、速度快、經濟性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]附圖是本發明的控制原理電路圖。 【具體實施方式】
[0011]如附圖所示，本實施例中的基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置，它包括微電網側降壓變壓器T1、二極管整流電路1、微電網側參數檢測電路2、IGBT開關PWM驅動電路7和大電網側參數檢測電路9，其中:它還包括串聯功角補償變壓器T2、直流系統檢測控制電路3、智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(TMS320F28335，TI)4、功角偏移計算電路5、IGBT開關電路6和輸電線路穩定類型判別電路8 ；
[0012]微電網側降壓變壓器T1原邊線圈T11的正極與微電網側母線S點、微電網側參數檢測電路2的左側輸入/輸出口 l/0、t時刻微電網側電源向量〒#)的正極和串聯功角補償變壓器T2副邊線圈T22的正極相連；微電網側降壓變壓器T1原邊線圈T11的負極與地相連，t時刻微電網側電源向量的負極與地相連；微電網側降壓變壓器T1副邊線圈T12的正
極與二極管整流電路I的交流入口端的正極相連，微電網側降壓變壓器T1副邊線圈T12的負極與二極管整流電路I的交流入口端的負極相連；串聯功角補償變壓器T2副邊線圈T22的負極通過t時刻微電網側等效電壓向量點rseffii；>與t時刻輸電線路電抗j\(t)的正極相連，\(t)是j\(t)的幅值，^是t時刻流過輸電線路中的電流向量；串聯功角補償變壓器T2原邊線圈T21的正極與IGBT開關電路6的m點相連；串聯功角補償變壓器T2原邊線圈T21的負極與IGBT開關電路6的η點相連；t時刻輸電線路電抗jXjt)的負極通過大電網
側母線r點與t時刻大電網側電源向量的正極和大電網側參數檢測電路9的上端輸入
/輸出口 I/O相連，t時刻大電網側電源向量?⑴的負極與地相連；微電網側降壓變壓器T1副邊線圈T12的正極與二極管整流電路I的交流入口端的正極相連，微電網側降壓變壓器T1副邊線圈T12的負極與二極管整流電路I的交流入口端的負極相連；二極管整流電路I的直流輸出端的正極與直流系統檢測控制電路3中電感L1的正極相連，二極管整流電路I的直流輸出端的負極與直流系統檢測控制電路3中直流電容Cd的負極和IGBT開關電路6的左下端相連，二極管整流電路I的檢測端與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的左端輸入/輸出口 I/O相連；二極管整流電路I的功能是將由微電網側降壓變壓器T1得到的微電網側電源向量V,(t)整流成直流電壓輸入直流系統檢測控制電路3。
[0013]微電網側參數檢測電路2的左端輸入/輸出口 I/O在微電網側母線S點與t時刻微電網側電源向量?.ΗΙ的正極相連，微電網側參數檢測電路2右端上側輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的左下端輸入/輸出口 I/O相連，微電網側參數檢測電路2右端下側輸入/輸出口 I/O與功角偏移計算電路計算5左端輸入/輸出口 I/o相連。微電網側參數檢測電路2的功能是將t時刻的微電網側電源向量W(t)、t時亥幡電網側電源向量t(t)與t時刻大電網側電源向量i⑴之間的夾角δ (t)及t-1時刻的微電網側電源向量V(t-J)、t-1時刻微電網側電源向量￥_-1)與t-1時刻大電網側電源向量1)之間的夾角δ (t-1)進行比較，判別是否在t時刻與t-1時刻之間上述變量發生變化，如果是則需將VS(1)，Vs(1-1), δ⑴，δ (t-ι)送入智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4左下端輸入/輸出口 I/O和功角偏移計算電路5左端輸入/輸出口 1/0，若否，則在這一時間段，所有上述變量狀態保持在原狀態。
[0014]直流系統檢測控制電路3由電感Lp電感L2和直流電容Cd組成，電感L1的正極與二極管整流電路I的直流輸出端的正極相連，電感L1的負極與直流電容Cd的正極和電感L2的正極相連；電感L2的負極與IGBT開關電路6的左側正極相連，直流電容Cd的負極與二極管整流電路I的直流輸出端的負極和IGBT開關電路6的左側負極相連，電感L1中的電流Iu (t)、電感L2中的電流L2 (t)，直流電容Cd上的電壓Vd⑴被取出后送入智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4上端輸入/輸出口 I/O。
[0015]智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的左端輸入/輸出口 I/O與二極管整流電路I的檢測端相連，實時檢測二極管的開關狀態及發熱程度，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的右上端輸入/輸出口 I/O與IGBT開關PWM驅動電路7的左端輸入口相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的右下端輸入/輸出口 I/O與輸電線路穩定類型判別電路8的左端輸入/輸出口 I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的下端左側輸入/輸出口 I/O與微電網側參數檢測電路2的右端輸入/輸出口I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的下端中間輸入/輸出口 I/O與功角偏移計算電路5的上端輸入/輸出口 I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的下端右側輸入/輸出口 I/O與大電網側參數檢測電路9的左端輸入/輸出口 I/O相連；智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的功能是在t時刻計算P(t)，P(t-l)，Δ P (t) =P (t) -P (t-1), Pb (t), Pb (t-1), Δ Pb (t) =Pb (t)-Pb (t_l)和 Δ α (t) = a (t) - a (t_l),并做開關驅動決策；其中p(t)是t時刻微電網向大電網輸送的用于靜態穩定分析的有功功率，P(t-1)是t-1時刻微電網向大電網輸送的用于靜態穩定分析的有功功率，Pb(t)是t時刻微電網向大電網輸送的用于暫態穩定分析的有功功率，Pb(t-Ι)是t-ι時刻微電網向大電網輸送的用于暫態穩定分析的有功功率，功角偏移a (t)是t時刻功角運行特性曲線在原始工作點δ (t)增大或減小而產生的功角偏移角度,功角偏移a (t-1)是t-1時刻功角運行特性曲線在原始工作點δ (t-1)增大或減小而產生的功角偏移角度，正是由于a (t)的出現產生了輸電線路的靜態或暫態穩定問題，一般認為若OS I a (t) I ( 15°則認為輸電線路呈現靜態穩定問題，若I a (t) I > 15°則認為輸電線路呈現暫態問題，本發明就是在輸電線路出現靜態或暫態穩定問題時對a (t)進行迅速補償調節，以使輸電線路達到靜態穩定或暫態穩定的目的；Λ P (t)是t時刻P⑴與t-Ι時刻P (t-Ι)之間的差值，Δ Pb⑴是t時刻Pb (t)與t-Ι時刻Pb (t-Ι)之間的差值，Λ a (t)是t時刻α⑴與t_l時刻a (t-1)之間的差值，計算獲得的AP(t)、APb(t)、Λ a (t)值被送入輸電線路穩定類型判別電路8中，根據AP(t)、APb(t)、Λ a (t)值判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，決策控制IGBT開關電路6 ;若輸電線路呈現靜態穩定問題，則用AP(t)、A a (t)作為控制量，根據開關驅動決策控制IGBT開關電路6;若輸電線路呈現暫態穩定問題，則用APb(t)、Δ a (t)作為控制量，根據開關驅動決策控制IGBT開關電路6。
[0016]功角偏移計算電路5的左端輸入/輸出口 I/O與微電網側參數檢測電路2的右端輸出口相連，功角偏移計算電路5的上端輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的下端中間輸入/輸出口 I/O相連，功角偏移計算電路5的右端輸入/輸出口 I/O與大電網側參數檢測電路9的左端輸入/輸出口 I/O相連；功角偏移計算電路5的功能是計算t時刻微電網側等效電壓向量rseff(i)、t-1時刻微電網側等效電壓向量
Fseff(t-l)、t時刻在IGBT開關功角補償裝置上產生功角補償電壓向量▽,#)、t-Ι時刻在
IGBT開關功角補償裝置上產生功角補償電壓向量、_)和a (t-1)。
[0017]IGBT開關電路6的m點與串聯功角補償變壓器T2原邊線圈T21的正極相連，IGBT開關電路6的η點與串聯功角補償變壓器T2原邊線圈T21的負極相連，IGBT開關電路6的左側正極與直流系統檢測控制電路3中電感L2的負極相連，IGBT開關電路6的左側負極與直流系統檢測控制電路3中直流 電容Cd的負極和二極管整流電路I的直流輸出端的負極相連，IGBT開關電路6的下端輸入口與IGBT開關PWM驅動電路7的上端輸出口相連；IGBT開關電路6是由12個IGBT開關組成，其功能是在智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的開關驅動決策指令下根據輸電線路穩定類型判別電路8的判據，在APb(t)和Λ a (t)的控制下，對輸電線路進行暫態穩定功角補償，在AP(t)和△ a (t)的控制下，對輸電線路進行靜態穩定功角補償。
[0018]IGBT開關PWM驅動電路7的上端輸出口與IGBT開關電路6的下端輸入口相連，IGBT開關PWM驅動電路7的左端輸入口與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的右端輸入/輸出口 I/O相連，IGBT開關PWM驅動電路7的下端左側輸入口與輸電線路穩定類型判別電路8的上端左側輸出口連接，IGBT開關PWM驅動電路7的下端右側輸入口與輸電線路穩定類型判別電路8的上端右側輸出口相連；以便于根據由智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4傳輸的控制變量AP(t)，APb(t)，Δ a (t)判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，即在智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的開關驅動決策指令根據輸電線路穩定類型判別電路8的判據在APb(t), Λ a (t)的控制下，對IGBT開關電路6中的IGBT開關進行精確的操作，以達到對輸電線路暫態穩定進行功角補償，在智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的開關驅動決策指令根據輸電線路穩定類型判別電路8的判據在AP(t)，Δ a (t)的控制下，對IGBT開關電路6中的IGBT開關進行精確的操作，以達到對輸電線路靜態穩定進行功角偏移補償。
[0019]輸電線路穩定類型判別電路8的上端左側輸出口與IGBT開關PWM驅動電路7的下端左側輸入口相連，輸電線路穩定類型判別電路8的上端右側輸出口與IGBT開關PWM驅動電路7的下端右側輸入口相連，輸電線路穩定類型判別電路8的左端輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的右端輸入/輸出口 I/O相連；輸電線路穩定類型判別電路8的功能是根據由智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4傳輸的控制變量AP(t)，APb(t)，Λ a (t)判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，若輸電線路呈現暫態穩定問題，向IGBT開關PWM驅動電路7輸送控制變量APb(t)，Λ b (t)，若輸電線路呈現靜態穩定問題，向IGBT開關PWM驅動電路7輸送控制變量AP(t)，Λ a (t)。
[0020]大電網側參數檢測電路9的左端下側輸入/輸出口 I/O與功角偏移計算電路5的右端輸入/輸出口 I/o相連，大電網側參數檢測電路9的左端上側輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4的下端右側輸入/輸出口 I/O相連，大電網側參數檢測電路9的上端輸入/輸出口 I/O在大電網側母線r點與t時刻大電網側電源向量的正極和輸電線路電抗jXjt)的負極相連；輸電線路電抗jXjt)的正極與串聯功角補償變壓器T2副邊線圈T22的負極相連，串聯功角補償變壓器T2副邊線圈T22的正極在微電網側母線S點與微電網側降壓變壓器T1原邊線圈T11的正極、t時刻微電網側電源向量?..⑴的正極和微電網側參數檢測電路2的左端輸入/輸出口 I/O相連；大電網側參數檢測電路9的功能是將t時刻的大電網側電源向量t時刻流過輸電線路中的電流向量f?、t 時刻輸電線路電抗jXjt)的幅值\(t)及t-1時刻的大電網側電源向量t-1時刻
輸電線路電抗jXjt-1)的幅值\(t-l)，t-1時刻流過輸電線路中的電流向量?(?-1)進行比
較，判別是否在t時刻與t-Ι時刻之間上述變量發生了變化,如果是則需將, Vr(t-l)?
I(t), l(t-l), Xl(t)，Xl (t-1)送入功角偏移計算電路 5，將Vr(I), Vr(1-1), Xl ⑴，Xl(t-1)送入
將智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路4，對這一時間段的功角偏移a (t)進行補償，若否，則在這一時間段，所有上述變量狀態保持在原狀態。
【權利要求】
1.一種基于IGBT開關微電網與大電網智能傳輸功角補償裝置,它包括微電網側降壓變壓器T1、二極管整流電路(I)、微電網側參數檢測電路(2)、IGBT開關PWM驅動電路(7)和大電網側參數檢測電路(9)，其特征是:它還包括串聯功角補償變壓器T2、直流系統檢測控制電路(3 )、智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4 )、功角偏移計算電路(5 )、IGBT開關電路(6)和輸電線路穩定類型判別電路(8)，微電網側降壓變壓器T1原邊線圈T11的正極與微電網側母線S點和微電網側參數檢測電路(2)的左側輸入/輸出口 I/O連接，微電網側降壓變壓器T1原邊線圈T11的負極與地相連，微電網側降壓變壓器T1副邊線圈T12的正極與二極管整流電路(I)的交流入口端的正極相連，微電網側降壓變壓器T1副邊線圈T12的負極與二極管整流電路(I)的交流入口端的負極相連；二極管整流電路(I)的直流輸出端的正極與直流系統檢測控制 電路(3)中電感L1的正極相連，二極管整流電路(I)的直流輸出端的負極與直流系統檢測控制電路(3)中直流電容Cd的負極和IGBT開關電路6的左下端相連，二極管整流電路(I)的檢測端與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的左端輸入/輸出口 I/O相連；微電網側參數檢測電路(2)的左端輸入/輸出口 I/O在微電網側母線S點與t時刻微電網側電源向量％(-的正極相連，微電網側參數檢測電路(2)右端上側輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的左下端輸入/輸出口 I/O相連，微電網側參數檢測電路(2)右端下側輸入/輸出口 I/O與功角偏移計算電路計算(5)左端輸入/輸出口 I/O相連；直流系統檢測控制電路(3)由電感Lp電感L2和直流電容Cd組成，電感L1的正極與二極管整流電路(I)的直流輸出端的正極相連，電感L1的負極與直流電容Cd的正極和電感L2的正極相連；電感L2的負極與IGBT開關電路(6)的左側正極相連，直流電容Cd的負極與二極管整流電路(I)的直流輸出端的負極和IGBT開關電路(6)的左側負極相連，電感L1中的電流Iu (t)、電感L2中的電流L2 (t)，直流電容Cd上的電壓Vd(t)被取出后送入智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)上端輸入/輸出口 I/O ;智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的左端輸入/輸出口 I/O與二極管整流電路(I)的檢測端相連，實時檢測二極管的開關狀態及發熱程度，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的右上端輸入/輸出口 I/O與IGBT開關PWM驅動電路(7)的左端輸入口相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的右下端輸入/輸出口 I/O與輸電線路穩定類型判別電路(8)的左端輸入/輸出口 I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的下端左側輸入/輸出口 I/O與微電網側參數檢測電路(2)的右端輸入/輸出口 I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的下端中間輸入/輸出口 I/O與功角偏移計算電路(5)的上端輸入/輸出口 I/O相連，智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的下端右側輸入/輸出口 I/O與大電網側參數檢測電路(9)的左端輸入/輸出口 I/O相連；智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)在 t 時刻計算 P ⑴，P (t-Ι)，Λ P (t) =P (t) -P (t-1)，Pb (t)，Pb (t-1)，Δ Pb (t) =Pb (t) -Pb (t_l)和Λα (t) = a (t)-a (t_l)，并做開關驅動決策；其中P (t)是t時刻微電網向大電網輸送的用于靜態穩定分析的有功功率，P(t-1)是t-1時刻微電網向大電網輸送的用于靜態穩定分析的有功功率，Pb(t)是t時刻微電網向大電網輸送的用于暫態穩定分析的有功功率，Pb(t-Ι)是t-1時刻微電網向大電網輸送的用于暫態穩定分析的有功功率，功角偏移a (t)是t時刻功角運行特性曲線在原始工作點δ (t)增大或減小而產生的功角偏移角度,功角偏移α (t-1)是t-1時刻功角運行特性曲線在原始工作點δ (t-1)增大或減小而產生的功角偏移角度；AP(t)是t時刻P(t)與t-1時刻P (t-1)之間的差值，APb(t)是t時刻Pb(t)與t-Ι時刻Pb (t-Ι)之間的差值，Λ a (t)是t時刻α⑴與t_l時刻a (t-1)之間的差值，計算獲得的AP(t)、APb(t)、A a (t)值被送入輸電線路穩定類型判別電路(8)中，根據AP(t)、APb(t)、Δ a (t)值判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，決策控制IGBT開關電路(6);功角偏移計算電路(5)的左端輸入/輸出口 I/O與微電網側參數檢測電路(2)的右端輸出口相連，功角偏移計算電路(5)的上端輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的下端中間輸入/輸出口 I/O相連，功角偏移計算電路(5)的右端輸入/輸出口 I/o與大電網側參數檢測電路(9)的左端輸入/輸出口 I/O相連；IGBT開關電路(6)的m點與串聯功角補償變壓器T2原邊線圈T21的正極相連，IGBT開關電路(6)的η點與串聯功角補償變壓器T2原邊線圈T21的負極相連，IGBT開關電路(6)的左側正極與直流系統檢測控制電路(3)中電感L2的負極相連，IGBT開關電路(6)的左側負極與直流系統檢測控制電路(3)中直流電容Cd的負極和二極管整流電路(I)的直流輸出端的負極相連，IGBT開關電路(6)的下端輸入口與IGBT開關PWM驅動電路(7)的上端輸出口相連；以便在智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的開關驅動決策指令下根據輸電線路穩定類型判別電路(8)的判斷，在APb(t)和Λ a (t)的控制下，對輸電線路進行暫態穩定功角補償，在AP(t)和Λ a (t)的控制下，對輸電線路進行靜態穩定功角補償；IGBT開關PWM驅動電路(7)的上端輸出口與IGBT開關電路(6)的下端輸入口相連，IGBT開關PWM驅動電路(7)的左端輸入口與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的右端輸入/輸出口 I/O相連，IGBT開關PWM驅動電路(7)的下端左側輸入口與輸電線路穩定類型判別電路(8)的上端左側輸出口連接，IGBT開關PWM驅動電路(7)的下端右側輸入口與輸電線路穩定類型判別電路(8)的上端右側輸出口相連；以便于根據由智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)傳輸的控制變量AP(t)，Δ Pb (t) , Δ a (t)判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況；輸電線路穩定類型判別電路(8)的上端左側輸出口與IGBT開關PWM驅動電路(7)的下端左側輸入口相連，輸電線路穩定類型判別電路(8)的上端右側輸出口與IGBT開關PWM驅動電路(7)的下端右側輸入口相連，輸電線路穩定類型判別電路(8)的左端輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的右端輸入/輸出口 I/O相連；以便于根據由智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)傳輸的控制變量AP(t)，APb(t),Δ a (t)判別輸電線路靜態或暫態穩定狀況，若輸電線路呈現暫態穩定問題，向IGBT開關PWM驅動電路(7)輸送控制變量APb(t)，Δ a (t)，若輸電線路呈現靜態穩定問題，向IGBT開關PWM驅動電路(7)輸送控制變量AP(t)，Δ a (t);大電網側參數檢測電路(9)的左端下側輸入/輸出口 I/O與功角偏移計算電路(5)的右端輸入/輸出口 I/O相連，大電網側參數檢測電路(9)的左端上側輸入/輸出口 I/O與智能柔性傳輸功角補償裝置DSP控制器電路(4)的下端右側輸入/輸出口 I/O相連，大電網側參數檢測電路(9)的上端輸入/輸出口 I/O在大電網側母線r點與t時刻大電網側電源向量的正極和輸電線路電抗jX (t)的負極相連；輸電線路電抗j\(t)的正極與串聯功角補償變壓器T2副邊線圈T22的負極相連，串聯功角補償變壓器T2副邊線圈T22的正極在微電網側母線S點與微電網側降壓變壓器1\原邊線圈T11的正極、t時刻微電網側電源向量ift)的正極和微電網側參數檢測電路(2)的左端 輸入/輸出口 I/O相連。
【文檔編號】H02J3/38GK103457290SQ201310389742
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】鄭德化, 孫雁卿, 李剛菊, 王世杰, 楊文元, 范莉平, 劉麗娟, 趙永強 申請人:山西合創電力科技有限公司