一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法，包括分别与与系统直流母线相连的统一电能质量调节器、光伏boost电路和氢能变换器。通过统一电能质量调节器、光伏+boost电路、电解槽+氢能变换器之间的配合构建氢光集成统一电能质量调节器，氢能变换器包含主DC

【技术实现步骤摘要】
一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法。

技术介绍

[0002]针对现代社会高新技术高端装备制造园区和重大活动等应用场合对电能质量供电可靠性高标准严要求的问题，工业界通常采用统一电能质量调节器，以解决多种电能质量问题，同时实现无功补偿。工业园区通常配备光伏等新能源发电系统，用于向工业园区供电。但光伏发电系统与统一电能质量调节器独立工作，无法发挥系统多能互补的效能。
[0003]有资料显示，2021年Santanu等人在国际顶级期刊IEEE Transactions on Industrial Informatics上发表论文《A New PV
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UPQC Configuration for Voltage Sensitive Loads Utilizing Novel Adaptive Controllers》提出了一种光伏集成统一电能质量调节器，但该方法只考虑了光伏集成，未考虑低纹波绿氢制取多能互补集成，且未考虑系统故障容错可靠运行问题。因此，亟需一种氢光集成统一电能质量调节器及其控制方法，解决多能互补发电绿氢制取兼具电能质量调节的问题。同时解决低纹波绿氢制取和故障容错运行问题，提高系统可靠性。
[0004]中国专利文献CN100341222C公开了一种“电能质量调节器”。包括原边电压变换器、高频变压器和副边电压变换器。原边电压变换器为原边AC/AC变换器，或为依次相连的原边AC/DC变换器和原边DC/AC变换器。副边电压变换器为副边AC/AC变换器，或依次相连的副边AC/DC变换器和副边DC/AC变换器。上述技术方案无法与光伏发电系统配合，发挥系统多能互补的效能。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决原有的技术方案无法与光伏发电系统配合，发挥系统多能互补的效能技术问题，提供一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法，通过统一电能质量调节器、光伏+boost电路、电解槽+氢能变换器之间的配合构建氢光集成统一电能质量调节器，氢能变换器包含主DC
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DC电路、纹波补偿电路和旁路电路，旁路电路用于纹波补偿电路中隔直电容，加入旁路电路使得纹波补偿电路具备传输功率能力，提出了输出电流纹波优先容错控制方法和功率纹波优先容错控制方法，具有多能互补发电绿氢制取兼具电能质量调节的作用，同时系统中氢能变换器具有纹波小和故障容错运行高可靠性等特点。
[0006]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0007]一种氢光集成统一电能质量调节器，包括：
[0008]统一电能质量调节器，用于对电能质量进行统一调节；
[0009]光伏boost电路，用于实现光伏变化，与系统直流母线相连；
[0010]氢能变换器，用于实现绿氢制取，与光伏boost电路并联。
[0011]作为优选，所述的氢能变换器包括主DC
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DC电路、纹波补偿电路和旁路电路，所述
主DC
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DC电路输入端口的正端子与纹波补偿电路输入端口的正端子连接构成总输入端口的正端子，主DC
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DC电路输入端口的负端子与纹波补偿电路输入端口的负端子连接构成总输入端口的负端子；纹波补偿电路输出端口的正端子与旁路电路的输入端口的正端子连接，纹波补偿电路输出端口的负端子与旁路电路的输入端口的负端子连接；旁路电路输出端口的正端子与主DC
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DC电路输出端口的正端子连接构成总输出端口的正端子，旁路电路输出端口的负端子与主DC
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DC电路输出端口的负端子连接构成总输出端口的负端子。
[0012]作为优选，所述的主DC
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DC电路包括第一半桥电路和第一滤波电感，所述第一半桥电路包括第一半导体器件S1和第二半导体器件S2，所述第一半导体器件S1第一端构成所述主DC
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DC电路输入端口的正端子，第二端分别与第二半导体器件S2的第一端和所述第一滤波电感L1的第一端相连，所述第二半导体器件S2的第二端构成所述主DC/DC电路输入端口的负端子且为主DC
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DC电路输出端口的负端子，所述一滤波电感S1的第二端构成所述主DC
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DC电路输出端口的正端子。
[0013]作为优选，所述的纹波补偿电路包括第二半桥电路、第二滤波电感L
AX
和隔直电容C
AX
，所述第二半桥电路包括第三半导体器件和S
AX1
第四半导体器件S
AX2
，所述第三半导体器件S
AX1
第一端构成所述纹波补偿电路输入端口的正端子，第二端分别与第四半导体器件S
AX2
的第一端和所述第二滤波电感L
AX
的第一端相连，所述第四半导体器件S
AX2
的第二端构成所述纹波补偿电路输入端口的负端子且为纹波补偿电路输出端口的负端子，所述隔直电容的第一端与所述第二滤波电感L
AX
的第二端连接，第二端构成所述纹波补偿电路输出端口的正端子。
[0014]作为优选，所述的旁路电路包括第一开关器件RE1、第二开关器件RE2和吸收电阻Rx，所述第一开关器件RE1一端与第二滤波电感L
AX
的第二端连接，另一端经过吸收电阻Rx与主DC
‑
DC电路输出端口的正端子连接，第二开关器件RE2与吸收电阻Rx并联。
[0015]一种氢光集成统一电能质量调节器的控制方法，包括以下步骤：
[0016]S1通过控制方法生成主DC
‑
DC电路和纹波补偿电路的开关信号；
[0017]S2根据具体应用场合的控制需求生成指令和开关信号；
[0018]S3通过输出电流纹波优先容错控制方法生成主DC
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DC电路和纹波补偿电路的开关信号；
[0019]S4通过功率优先容错控制方法生成主DC
‑
DC电路和纹波补偿电路的开关信号。
[0020]作为优选，所述的步骤S1根据控制方式生成开关信号具体包括：对于包含N个主DC
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DC电路、1个纹波补偿电路和1个旁路电路的复合型交错并联直流变换电路，在每个控制周期通过控制方法生成主DC
‑
DC电路和纹波补偿电路的开关信号。
[0021]作为优选，所述的步骤S2对于主DC
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DC电路的控制方式，根据具体应用场合的控制需求，生成各主DC
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DC电路的占空比指令；实施载波移相调制，生成主DC
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DC电路各开关信号；再根据实际应用场合采用对应的纹波补偿电路控制方法，产生纹波补偿支路的开关信号。
[0022]作为优选，所述的步骤S3具体包括，若N个主DC
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢光集成统一电能质量调节器，其特征在于，包括：统一电能质量调节器，用于对电能质量进行统一调节；光伏boost电路，用于实现光伏变化，与系统直流母线相连；氢能变换器，用于实现绿氢制取，与光伏boost电路并联。2.根据权利要求1所述的一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法，其特征在于，所述氢能变换器包括主DC
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DC电路、纹波补偿电路和旁路电路，所述主DC
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DC电路输入端口的正端子与纹波补偿电路输入端口的正端子连接构成总输入端口的正端子，主DC
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DC电路输入端口的负端子与纹波补偿电路输入端口的负端子连接构成总输入端口的负端子；纹波补偿电路输出端口的正端子与旁路电路的输入端口的正端子连接，纹波补偿电路输出端口的负端子与旁路电路的输入端口的负端子连接；旁路电路输出端口的正端子与主DC
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DC电路输出端口的正端子连接构成总输出端口的正端子，旁路电路输出端口的负端子与主DC
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DC电路输出端口的负端子连接构成总输出端口的负端子。3.根据权利要求2所述的一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法，其特征在于，所述主DC
‑
DC电路包括第一半桥电路和第一滤波电感，所述第一半桥电路包括第一半导体器件S1和第二半导体器件S2，所述第一半导体器件S1第一端构成所述主DC
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DC电路输入端口的正端子，第二端分别与第二半导体器件S2的第一端和所述第一滤波电感L1的第一端相连，所述第二半导体器件S2的第二端构成所述主DC/DC电路输入端口的负端子且为主DC
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DC电路输出端口的负端子，所述一滤波电感S1的第二端构成所述主DC
‑
DC电路输出端口的正端子。4.根据权利要求1所述的一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法，其特征在于，所述纹波补偿电路包括第二半桥电路、第二滤波电感L
AX
和隔直电容C
AX
，所述第二半桥电路包括第三半导体器件和S
AX1
第四半导体器件S
AX2
，所述第三半导体器件S
AX1
第一端构成所述纹波补偿电路输入端口的正端子，第二端分别与第四半导体器件S
AX2
的第一端和所述第二滤波电感L
AX
的第一端相连，所述第四半导体器件S
AX2
的第二端构成所述纹波补偿电路输入端口的负端子且为纹波补偿电路输出端口的负端子，所述隔直电容的第一端与所述第二滤波电感L
AX
的第二端连接，第二端构成所述纹波补偿电路输出端口的正端子。5.根据权利要求4所述的一种氢光集成统一电能质量调节器及控制方法，其特征在于，所述旁路电路包括第一开关器件RE1、第二开关器件RE2和吸收电阻Rx，所述第一开关器件RE1一端与第二滤波电感L
AX
的第二端连接，另一端经过吸收电阻Rx与主DC
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DC电路输出端口的正端子连接，第二开关器件RE2与吸收电阻Rx并联。6.一种氢光集成统一电能质量调节器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1通过控制方法生成主DC
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DC电路和纹波补偿电路的开关信号；S2根据具体应用场合的控制需求生成指令和开关信号；S3通过输出电流纹波优先容错控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，龚利武，陈超，吕妤宸，章斌，于正平，顾一星，唐旭雯，徐远洋，薛俊，李子涵，师长立，韦统振，贾东强，郭小强，赵晓君，陆翔，王吉宁，徐操宇，朱悦人，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司平湖市供电公司平湖市通用电气安装有限公司，
类型：发明
国别省市：