一种微电网潮流控制器制造技术

本发明专利技术涉及一种微电网潮流控制器，包括可调变压器、电力弹簧以及控制器，所述可调变压器嵌入在主电网的降压变压器中，并与控制器连接，对微电网的潮流进行全局控制；所述电力弹簧分布式安装在配电网中，对微电网的潮流进行局部控制。与现有技术相比，本发明专利技术可以在具有新能源的微电网中有效地进行潮流控制等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微电网潮流控制器，尤其是涉及一种基于新能源的微电网潮流控制器。
技术介绍
传统的潮流控制技术采用下垂控制，但是由于电网的阻抗不平衡，该技术无法实现功率平衡，因此提出了高增益角下垂技术，但是由于微电网中间歇性新能源的冲击，高增益角下垂技术已经无法满足控制要求。电池储能技术可以有效地解决间歇性新能源对电网的冲击，负荷变化等问题，当电网和新能源供能过多时，电池储能设备储存多余能源，当供能不足时，释放能量，并且可以有效地解决新能源的波动性问题。但是该技术造价过于昂贵，扩展性弱，并且废弃电池会造成严重的环境污染。为了降低成本，负荷控制技术被提出来，传统的潮流控制技术在供电端进行控制，根据负荷大小，调节发电量和输电量，而该技术根据供电端供能大小，调节负荷的大小，以此达到供需平衡。按照对通讯的需要大小，该技术可以分为基于通讯的负荷控制技术以及基于直接测量的负荷控制技术，前者对通讯要求高，需要可靠、高速、安全的通讯网络，由此造成通讯网络复杂和昂贵的缺陷；后者对通讯的要求很低，只需要少量的通信甚至节点之间不需要进行通信，例如，电力弹簧。电力弹簧造价低廉，电力弹簧和非关键负荷如冰箱、供暖设备等串联形成智能负荷，当非关键负荷电压低于参考电压时，电力弹簧产生补偿电压使智能负荷的整体电压维持在参考电压。因此电力弹簧可以调节非关键负荷的耗能大小，使之随新能源的供能变化而变化。但是电力弹簧是相对新颖的技术，许多供能尚未进行深入研究，该技术无法在供电端调节供能大小，由此带来微电网整体供能过低时却无法增加供能的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种微电网潮流控制器。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种微电网潮流控制器，包括可调变压器、电力弹簧以及控制器，所述可调变压器嵌入在主电网的降压变压器中，并与控制器连接，对微电网的潮流进行全局控制；所述电力弹簧分布式安装在配电网中，对微电网的潮流进行局部控制。所述可调节变压器为基于电力电子的可调节变压器，能够调节供电端的供能大小，进行全局控制。所述可调变压器，由控制器进行控制，并设有两种运行模式，一种为潮流控制，另一种为电压控制，根据母线电压是否超出电压偏差允许值范围来选择其中一种运行模式；若电压超出电压偏差允许值范围时，采用电压控制；若母线电压处于电压偏差允许值范围之内时，采用潮流控制。所述可调变压器采用全桥拓扑结构。所述可调变压器安装在主电网的降压变压器的原边绕组中。使用电压检测器判断母线电压范围，当电压超出电压偏差允许值范围时，采用电压控制；当母线电压处于电压偏差允许值范围之内时，采用潮流控制。基于电力电子器件的可调变压器，在潮流控制模式，能够调节供电端主电网供能大小，使非关键负荷主要依靠新能源供电，关键负荷主要由主电网供电，由此主电网供电大小比较稳定，能够有效减少新能源对主电网的冲击，提高主电网的稳定性。所述电力弹簧与非关键负荷组成智能负荷，稳定安装处电压，控制关键负荷的电压稳定，使非关键负荷随供应电能的波动而波动，电力弹簧对非关键负荷进行串联补偿，从而达到附近的关键负荷耗能稳定的效果，进行局部控制。所述非关键负荷依靠新能源供电，关键负荷由主电网供电，达到提高电网的稳定性的作用，降低新能源的波动性能源注入对主电网带来的冲击的作用。与现有技术相比，本专利技术可以在具有新能源的微电网中有效地进行潮流控制。附图说明图1为本专利技术基于电力电子的可调节变压器的拓扑结构图。图2为本专利技术嵌入基于电力电子的可调节变压器的主电网降压变压器原理图。图3为本专利技术电力弹簧原理图。图4为本专利技术具体实施例微电网的框图。图5为本专利技术具体实施例微电网的控制图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提出一种应用于使用新能源的微电网的潮流控制器，该潮流控制器包括基于电力电子器件的可调变压器、电力弹簧以及控制器。基于电力电子器件的可调变压器安装在主电网的降压变压器中，由控制器进行控制，成本低，设计简单，能够实现非关键负荷主要依靠新能源供电，关键负荷主要由主电网供电的功能，提高电网的稳定性。电力弹簧分布式安装在配电网中，与非关键负荷组成智能负荷，稳定安装处电压，控制关键负荷的电压稳定，通过将非关键负荷进行相应的减载控制达到控制潮流的功能，为关键负荷提供稳定的电能。为了使本揭露之内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本揭露确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。图1为本专利技术的基于电力电子器件的可调变压器拓扑结构图，采用单相的全桥拓扑，通过控制器进行控制，采用PWM控制策略。输入交流电Vi通过整流桥，整流桥由电力电子器件Sa1,Sa1’,Sb1,Sb1’组成，变为直流电，由稳压电容进行稳压，接着通过由开关管Sa2,Sa2’,Sb2,Sb2’组成的逆变器，由PWM波控制开关管的关闭调节输出交流电Vo的大小。请再参考图2，图2为本专利技术图1实施例嵌入主电网降压变压器的原理图。基于电力电子器件的可调变压器安装在降压变压器的原边绕组中，改变原边绕组的电压，从而改变副边绕组电压，对主电网输入功率进行控制。请参阅图3，图3为所述潮流控制器中电力弹簧的原理图。Vs为配电网的母线电压值，与参考电压值V参考进行比较得到控制信号对电力弹簧的电压Vo进行控制，改变非关键负荷的电压值Va，保持智能负荷电压值Vo+Va保持稳定，从而调节非关键负荷功率，使之随供应电能的波动而波动，而附近关键负荷的功率保持稳定。图4为本专利技术的微电网系统的一具体实施例，所述的微电网通过降压变压器与主电网连接，主电网为容量为SG＝100KVA的理想交流电源的模型，降压变压器(10KV/440V)中嵌入所述的基于电力电子器件的可调变压器，通过控制器对变压器进行控制。风力发电装置提供波动的、间歇性的电能注入微电网中。电力弹簧和非关键负荷R1(2.7Ω)组成智能负荷。微电网还包含关键负荷R2(20Ω)和R3(30欧姆)，开关用于模拟实际生活中负荷随时间改变的状态。基于电力电子器件的可调变压器对微电网的潮流进行全局控制，调节微电网的输入功率，使非关键负荷主要依靠新能源供电，关键负荷主要由主电网供电，提高主电网的稳定性。电力弹簧与非关键负荷组成智能负荷，稳定安装处电压，控制关键负荷的电压稳定，使非关键负荷随供应电能的波动而波动，为关键负荷提供稳定的电能供应。请再参阅图5，图5为图4中控制器的原理图，Vs为母线电压，通过电压检测器判断Vs是否在V下限和V上限之间，如果在范围之内，潮流控制模式标志W1为1，电压控制模式标志W2为0，否则，W1为0，W2为1。W1与潮流控制信号e1相乘，W2与电压控制信号e2相乘，由此可得知，当母线电压在范围之内，控制器进入潮流控制模式，否则，进入电压控制模式。电压控制器将参考电压V参考和母线电压Vs相减通过PI控制器HS得到电压控制信号e2，使母线电压和参考电压之差趋于0。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网潮流控制器，其特征在于，包括可调变压器、电力弹簧以及控制器，所述可调变压器嵌入在主电网的降压变压器中，并与控制器连接，对微电网的潮流进行全局控制；所述电力弹簧分布式安装在配电网中，对微电网的潮流进行局部控制。

【技术特征摘要】
1.一种微电网潮流控制器，其特征在于，包括可调变压器、电力弹簧以及控制器，所述可调变压器嵌入在主电网的降压变压器中，并与控制器连接，对微电网的潮流进行全局控制；所述电力弹簧分布式安装在配电网中，对微电网的潮流进行局部控制。2.根据权利要求1所述的一种微电网潮流控制器，其特征在于，所述可调变压器，由控制器进行控制，并设有两种运行模式，一种为潮流控制，另一种为电压控制，根据母线电压是否超出电压偏差允许值范围来选择其中一种运行模式；若电压超出电压偏差允许值范围时，采用电压控制；若母线电压处于电压偏差允许值范围之内时，采用潮流控制。3.根据权利要求1或2所述的一种微电网潮流控制器，其特征在于，所述可调变压器采用全桥拓扑...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼苏乐，刘坤，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31