一种基于互联网的功率平衡控制方法及系统的制作方法_2

文档序号:9352240阅读:来源:国知局
T的控制端的信 号相反,第二IGBT的集电极和发射极串接在对应相的电网的交流母线与电阻负荷之间,所 述直流电容两端的电压为电力海绵的直流电压U DC。
[0029] 上述方案中,由于第一 IGBT的控制端和第二IGBT的控制端信号相反,控制单元的 控制信号输出端输出的电力海绵脉宽调制信号可经外部反相器或者由控制单元内部生成 相反的电力海绵脉宽调制信号,然后将电力海绵脉宽调制信号和相反的电力海绵脉宽调制 信号对应输入第一 IGBT的控制端和第二IGBT的控制端。
[0030] 进一步地,本发明所述的基于互联网的功率平衡控制系统中,所述电力海绵包括 与交流三相分别对应的三个全桥结构,其中每一个全桥结构均包括:第一 IGBT、第二IGBT、 第三IGBT、第四IGBT以及直流电容,其中所述第一 IGBT的发射极连接所述第三IGBT的集 电极,所述第二IGBT的发射极连接所述第四IGBT的集电极,所述第一 IGBT和第二IGBT的 集电极通过所述直流电容与所述第三IGBT和第四IGBT的发射极连接,第一 IGBT的控制端 和第四IGBT控制端相连,第二IGBT的控制端和第三IGBT控制端相连,作为电力海绵的控 制端的所述第一 IGBT和第三IGBT的控制端,其与对应相电力海绵脉宽调制信号对应的控 制单元的控制信号输出端相连,其中所述第一 IGBT和第三IGBT的控制端的信号相反,第一 IGBT的发射极和第二IGBT的发射极串接在电网的交流母线与电阻负荷之间,所述直流电 容两端的电压为电力海绵的直流电压U DC。
[0031] 上述方案中,由于第一 IGBT的控制端和第三IGBT的控制端信号相反,控制单元的 控制信号输出端输出的电力海绵脉宽调制信号可经外部反相器或者由控制单元内部生成 相反的电力海绵脉宽调制信号,然后将电力海绵脉宽调制信号和相反的电力海绵脉宽调制 信号对应输入第一 IGBT的控制端和第三IGBT的控制端。
[0032] 相应地,本发明还提供了一种基于互联网的功率平衡控制方法,其包括步骤:
[0033] 在电网的交流母线与电阻负荷之间串联接入电力海绵;
[0034] 测量电网的交流母线输入至电力海绵的交流电压us、交流电流is,并由此得到交 流电压幅值U s、交流电流幅值Is、交流电压与交流电流的功角并进一步得到电阻负荷功 率Pi,其中户;=30;* 4 *⑶歸;
[0035] 设定电阻负荷初始功率Pi。,从互联网获取功率偏差A P,将电阻负荷初始功率 和功率偏差A P之和作为电阻负荷功率参考值Plraf;
[0036] 将电阻负荷功率参考值Plraf和电阻负荷功率P i之差进行第一比例积分控制得到 电力海绵交流电压控制量uq,其计算公式为
[0037] uq= kpWP^f-Pj+ku* J (P^f-Pjdt,其中kpl为第一比例积分控制的比例系数, ku为第一比例积分控制的积分系数;
[0038] 设定直流电压给定值UD&rf,测量电力海绵的直流电压UDC,将设定直流电压给定值 U DCraf和测量电力海绵的直流电压U De之差进行第二比例积分控制得到电力海绵直流电压控 制量ud,其计算公式为
[0039] ud= k p2* (UDCref-UDC) +kl2* J (UDCref-UDC) dt,其中 kp2为第二比例积分控制的比例系 数,kl2为第二比例积分控制的积分系数;
[0040] 将电力海绵交流电压控制量uq和电力海绵直流电压控制量ud进行dq-abc派克反 变换,得到与交流三相分别对应的电力海绵脉宽调制信号u a、Ub、U。,并将其传输给所述电力 海绵的控制端,以控制电力海绵加在所述电阻负荷上的电压,从而控制电阻负荷功率PiS 设定的电阻负荷初始功率P w和从互联网获取的功率偏差A P之和。
[0041] 进一步地,本发明所述的基于互联网的功率平衡控制方法中,所述dq-abc派克反 变换的变换公式如下:
[0042]
[0043] 式中,0为相位角,其可由接收自交流电压检测装置的交流电压us和接收自交流 电流检测装置的交流电流i s得到。
[0044] 本发明所述的基于互联网的功率平衡控制方法,可自动控制电阻负荷功率Pi吸收 电网中的功率波动,从而平衡电网功率。其控制原理和上述方法是相同的,在此不再赘述。
[0045] 优选地,本发明所述的基于互联网的功率平衡控制方法中,所述第一比例积分控 制的比例系数k pl的范围取0 < kpl< 100,第一比例积分控制的积分系数k ^的范围取0 < ku< 10〇
[0046] 优选地,本发明所述的基于互联网的功率平衡控制方法中,所述第二比例积分控 制的比例系数kp2的范围取0 < kp2< 100,第二比例积分控制的积分系数k 12的范围取0 < kl2< 10〇
[0047] 进一步地,本发明所述的基于互联网的功率平衡控制方法中,所述电力海绵包括 与交流三相分别对应的三个半桥结构,其中每一个半桥结构均包括:第一 IGBT、第二IGBT 以及直流电容,其中所述第一 IGBT的发射极连接所述第二IGBT的集电极,所述第一 IGBT 的集电极通过所述直流电容与所述第二IGBT的发射极连接,作为电力海绵的控制端的所 述第一 IGBT和第二IGBT的控制端,其与对应相电力海绵脉宽调制信号对应的控制单元的 控制信号输出端相连,其中所述第一 IGBT和第二IGBT的控制端的信号相反,第二IGBT的 集电极和发射极串接在对应相的电网的交流母线与电阻负荷之间,所述直流电容两端的电 压为电力海绵的直流电压U DC。
[0048] 进一步地,本发明所述的基于互联网的功率平衡控制方法中,所述电力海绵包括 与交流三相分别对应的三个全桥结构,其中每一个全桥结构均包括:第一 IGBT、第二IGBT、 第三IGBT、第四IGBT以及直流电容,其中所述第一 IGBT的发射极连接所述第三IGBT的集 电极,所述第二IGBT的发射极连接所述第四IGBT的集电极,所述第一 IGBT和第二IGBT的 集电极通过所述直流电容与所述第三IGBT和第四IGBT的发射极连接,第一 IGBT的控制端 和第四IGBT控制端相连,第二IGBT的控制端和第三IGBT控制端相连,作为电力海绵的控 制端的所述第一 IGBT和第三IGBT的控制端,其与对应相电力海绵脉宽调制信号对应的控 制单元的控制信号输出端相连,其中所述第一 IGBT和第三IGBT的控制端的信号相反,第一 IGBT的发射极和第二IGBT的发射极串接在电网的交流母线与电阻负荷之间,所述直流电 容两端的电压为电力海绵的直流电压U DC。
[0049] 本发明所述的基于互联网的功率平衡控制系统与现有技术相比,具有以下有益效 果:
[0050] 1)不用储能,解决了电网中功率波动、负荷需求变化引起的功率不平衡等问题;
[0051] 2)成本低,避免了功率不平衡引起的切机、切负荷。
[0052] 本发明所述的基于互联网的功率平衡控制方法同样具有上述效果。
【附图说明】
[0053] 图1为本发明所述的基于互联网的功率平衡控制系统在一种实施方式下的结构 示意图。
[0054] 图2为本发明所述的基于互联网的功率平衡控制系统在一种实施方式下的电力 海绵的拓扑图。
[0055] 图3为本发明所述的基于互联网的功率平衡控制系统在另一种实施方式下的电 力海绵的拓扑图。
[0056] 图4为本发明所述的基于互联网的功率平衡控制方法在一种实施方式下的控制 原理图。
【具体实施方式】
[0057] 下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的基于互联网的功率平衡 控制系统及方法做进一步的解释和说明。
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