基于igbt开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置。本发明主要是解决现有功角补偿装置存在的交流调节控制量谐波分量大、精确度差精、速度慢和易对静态稳定的精确控制产生误操作的技术难点。本发明采用的技术方案是：基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置，它包括微电网侧降压变压器T1、二极管整流电路、微电网侧参数检测电路、IGBT开关PWM驱动电路和大电网侧参数检测电路，其中：它还包括串联功角补偿变压器T2、直流系统检测控制电路、智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路、功角偏移计算电路、IGBT开关电路和输电线路稳定类型判别电路，根据ΔP(t)、ΔPb(t)、Δα(t)值判别输电线路静态或暂态稳定状况，决策控制IGBT开关电路。
【专利说明】基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置，它属于一种微电网与大电网之间经输电线路智能柔性传输有功功率的功角补偿装置。
【背景技术】
[0002]在以新能源组成的微电网与大电网经输电线路传输有功功率的过程中，若输电线路中出现小扰动会呈现静态稳定问题，为解决静态稳定问题需要对线路中功角补偿装置的相应开关进行迅速、精确的操作，以使有功功率传输的功角运行特性曲线运行在初始静态工作点上；若输电线路出现故障会呈现暂态稳定问题，为解决故障暂态稳定问题需要对输电线路中功角补偿装置的相应开关进行快速的操作，以使有功功率传输的功角运行特性曲线为满足输电线路极限稳定要求，在有功功率传输的功角运行特性曲线达到极限切除角之前完成功角补偿装置相应开关的操作。在传统的有功功率传输的功角运行特性曲线的功角补偿装置中，多采用可控硅整流器(SCR)或可关断的可控硅整流器(GTO)进行调节，此功角补偿装置获得的交流调节控制量谐波分量大，精确度差，易对静态稳定的精确控制产生误操作；另外，传统的功角补偿装置中基于SCR或GTO开关的调节速度慢，在输电线路发生暂态故障时，有功功率传输的功角运行特性曲线上故障切除角有可能超过极限切除角，使系统失去暂态稳定，不能满足输电线路稳定运行的实时控制要求，因此，在有功功率传输的功角运行特性曲线运行在接近稳定极限状态时，由于速度慢、精确度差，传统的功角补偿装置易对微电网与大电网之间输电线路的稳定运行造成潜在或直接失去稳定的威胁。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是解决现有功角补偿装置存在的交流调节控制量谐波分量大、精确度差精、速度慢和易对静态稳定的精确控制产生误操作的技术难点，提供一种能提高系统的静态稳定性、提高系统的暂态稳定性、精确度高和速度快的基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置。
[0004]本发明为解决上述技术难点而采用的技术方案是:
[0005]基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置，它包括微电网侧降压变压器T1、二极管整流电路、微电网侧参数检测电路、IGBT开关PWM驱动电路和大电网侧参数检测电路，其中:它还包括串联功角补偿变压器T2、直流系统检测控制电路、智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路、功角偏移计算电路、IGBT开关电路和输电线路稳定类型判别电路，微电网侧降压变压器T1原边线圈T11的正极与微电网侧母线S点和微电网侧参数检测电路的左侧输入/输出口 I/O连接，微电网侧降压变压器T1原边线圈T11的负极与地相连，微电网侧降压变压器T1副边线圈T12的正极与二极管整流电路的交流入口端的正极相连，微电网侧降压变压器T1副边线圈T12的负极与二极管整流电路的交流入口端的负极相连；二极管整流电路的直流输出端的正极与直流系统检测控制电路中电感L1的正极相连，二极管整流电路的直流输出端的负极与直流系统检测控制电路中直流电容Cd的负极和IGBT开关电路的左下端相连，二极管整流电路的检测端与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的左端输入/输出口 I/o相连；微电网侧参数检测电路的左端输入/输出口 I/
O在微电网侧母线S点与t时刻微电网侧电源向量的正极相连，微电网侧参数检测电
路右端上侧输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的左下端输入/输出口 I/o相连，微电网侧参数检测电路右端下侧输入/输出口 I/O与功角偏移计算电路计算左端输入/输出口 I/O相连；直流系统检测控制电路由电感L1、电感L2和直流电容Cd组成，电感L1的正极与二极管整流电路的直流输出端的正极相连，电感L1的负极与直流电容Cd的正极和电感L2的正极相连；电感L2的负极与IGBT开关电路的左侧正极相连，直流电容Cd的负极与二极管整流电路的直流输出端的负极和IGBT开关电路的左侧负极相连，电感L1中的电流Iu (t)、电感L2中的电流L2 (t)，直流电容Cd上的电压Vd⑴被取出后送入智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路上端输入/输出口 I/O ;智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的左端输入/输出口 I/O与二极管整流电路的检测端相连，实时检测二极管的开关状态及发热程度，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的右上端输入/输出口 I/O与IGBT开关PWM驱动电路的左端输入口相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的右下端输入/输出口 I/O与输电线路稳定类型判别电路的左端输入/输出口 I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的下端左侧输入/输出口 I/O与微电网侧参数检测电路的右端输入/输出口 I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的下端中间输入/输出口 I/o与功角偏移计算电路的上端输入/输出口 I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的下端右侧输入/输出口 I/O与大电网侧参数检测电路的左端输入/输出口 I/O相连；智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路在 t 时刻计算 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)，并做开关驱动决策；其中P (t)是t时刻微电网向大电网输送的用于静态稳定分析的有功功率，P (t-1)是t-1时刻微电网向大电网输送的用于静态稳定分析的有功功率，Pb(t)是t时刻微电网向大电网输送的用于暂态稳定分析的有功功率，Pb(t-Ι)是t-1时刻微电网向大电网输送的用于暂态稳定分析的有功功率，功角偏移a (t)是t时刻功角运行特性曲线在原始工作点δ (t)增大或减小而产生的功角偏移角度,功角偏移a (t-1)是t-1时刻功角运行特性曲线在原始工作点δ (t-1)增大或减小而产生的功角偏移角度；AP(t)是t时刻P(t)与t-Ι时刻P(t-l)之间的差值，APb(t)是t时刻Pb (t)与t-Ι时刻Pb (t-Ι)之间的差值，Λ a (t)是t时刻a⑴与t_l时刻a (t-1)之间的差值，计算获得的AP(t)、APb(t)、Δ a (t)值被送入输电线路稳定类型判别电路中，根据AP(t)、APb(t)、Δ a (t)值判别输电线路静态或暂态稳定状况，决策控制IGBT开关电路；功角偏移计算电路的左端输入/输出口 I/O与微电网侧参数检测电路的右端输出口相连，功角偏移计算电路的上端输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的下端中间输入/输出口 I/O相连，功角偏移计算电路的右端输入/输出口 I/O与大电网侧参数检测电路的左端输入/输出口 I/O相连；IGBT开关电路的m点与串联功角补偿变压器T2原边线圈T21的正极相连，IGBT开关电路的η点与串联功角补偿变压器T2原边线圈T21的负极相连，IGBT开关电路的左侧正极与直流系统检测控制电路中电感L2的负极相连，IGBT开关电路的左侧负极与直流系统检测控制电路中直流电容Cd的负极和二极管整流电路的直流输出端的负极相连，IGBT开关电路的下端输入口与IGBT开关PWM驱动电路的上端输出口相连；以便在智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的开关驱动决策指令下根据输电线路稳定类型判别电路的判断，在APbU)和△ a (t)的控制下，对输电线路进行暂态稳定功角补偿，在AP(t)和△ a (t)的控制下，对输电线路进行静态稳定功角补偿；IGBT开关PWM驱动电路的上端输出口与IGBT开关电路的下端输入口相连，IGBT开关PWM驱动电路的左端输入口与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的右端输入/输出口 I/O相连，IGBT开关PWM驱动电路的下端左侧输入口与输电线路稳定类型判别电路的上端左侧输出口连接，IGBT开关PWM驱动电路的下端右侧输入口与输电线路稳定类型判别电路的上端右侧输出口相连；以便于根据由智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路传输的控制变量AP(t)，APb(t)，Λ a (t)判别输电线路静态或暂态稳定状况；输电线路稳定类型判别电路的上端左侧输出口与IGBT开关PWM驱动电路的下端左侧输入口相连，输电线路稳定类型判别电路的上端右侧输出口与IGBT开关PWM驱动电路的下端右侧输入口相连，输电线路稳定类型判别电路的左端输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的右端输入/输出口 I/O相连；以便于根据由智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路传输的控制变量AP(t)，APb(t)，△ a (t)判别输电线路静态或暂态稳定状况，若输电线路呈现暂态稳定问题，向IGBT开关PWM驱动电路输送控制变量APb(t)，Λ a (t)，若输电线路呈现静态稳定 问题，向IGBT开关PWM驱动电路输送控制变量AP(t)，Λ a (t);大电网侧参数检测电路的左端下侧输入/输出口 I/O与功角偏移计算电路的右端输入/输出口 I/O相连，大电网侧参数检测电路的左端上侧输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路的下端右侧输入/输出口 I/O相连，大电网侧参数检测电路的上端
输入/输出口 I/O在大电网侧母线r点与t时刻大电网侧电源向量V(I)的正极和输电线路
电抗j\(t)的负极相连；输电线路电抗j\(t)的正极与串联功角补偿变压器T2副边线圈T22的负极相连，串联功角补偿变压器T2副边线圈T22的正极在微电网侧母线S点与微电网
侧降压变压器T1原边线圈T11的正极、t时刻微电网侧电源向量l(t)的正极和微电网侧参
数检测电路的左端输入/输出口 I/o相连。
[0006]由于本发明采用了上述技术方案，解决了现有功角补偿装置存在的交流调节控制量谐波分量大、精确度差精、速度慢和易对静态稳定的精确控制产生误操作的技术问题。与【背景技术】相比，具有以下积极效果；
[0007]1、在现有的SCR或GTO功角补偿装置中，SCR或GTO开关不能精确对曲线进行调节，易使系统脱离静态稳定。本发明中IGBT开关的精确迅速调节可使有功功率传输的功角运行特性曲线迅速平行移动，静态工作点的功率角偏移减小，从而增加静态稳定储备系数使系统的静态稳定性提高；
[0008]2、在输电线路出现暂态故障时，现有的SCR或GTO功角补偿装置，由于速度慢不能对系统中的故障进行迅速切除，使系统易失去暂态稳定。本发明由于采用了 IGBT开关，其速度远远大于SCR或GTO开关，保证在有功功率传输的功角运行特性曲线上故障切除角尚未达到极限切除角时，将故障切除，从而提高系统的暂态稳定性；
[0009]3、在现有的以SCR或GTO为主要开关设备的功角补偿装置中，功角补偿装置的功角补偿控制量，由于受SCR或GTO开关的控制，其获得的交流调节控制量谐波分量大，精确度差，产生的波形失真，易导致控制失灵，为解决这一问题，往往需要加装额外的滤波器使装置费用增加。本发明采用IGBT开关作为基本的控制元件，其开关速度快、关断性能佳、控制波形圆滑，无需加装额外的滤波装置，控制信号能真实反映被控制的微电网与大电网连接的输电线路运行状态，因此，本发明的精确度高、速度快、经济性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]附图是本发明的控制原理电路图。 【具体实施方式】
[0011]如附图所示，本实施例中的基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置，它包括微电网侧降压变压器T1、二极管整流电路1、微电网侧参数检测电路2、IGBT开关PWM驱动电路7和大电网侧参数检测电路9，其中:它还包括串联功角补偿变压器T2、直流系统检测控制电路3、智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(TMS320F28335，TI)4、功角偏移计算电路5、IGBT开关电路6和输电线路稳定类型判别电路8 ；
[0012]微电网侧降压变压器T1原边线圈T11的正极与微电网侧母线S点、微电网侧参数检测电路2的左侧输入/输出口 l/0、t时刻微电网侧电源向量〒#)的正极和串联功角补偿变压器T2副边线圈T22的正极相连；微电网侧降压变压器T1原边线圈T11的负极与地相连，t时刻微电网侧电源向量的负极与地相连；微电网侧降压变压器T1副边线圈T12的正
极与二极管整流电路I的交流入口端的正极相连，微电网侧降压变压器T1副边线圈T12的负极与二极管整流电路I的交流入口端的负极相连；串联功角补偿变压器T2副边线圈T22的负极通过t时刻微电网侧等效电压向量点rseffii；>与t时刻输电线路电抗j\(t)的正极相连，\(t)是j\(t)的幅值，^是t时刻流过输电线路中的电流向量；串联功角补偿变压器T2原边线圈T21的正极与IGBT开关电路6的m点相连；串联功角补偿变压器T2原边线圈T21的负极与IGBT开关电路6的η点相连；t时刻输电线路电抗jXjt)的负极通过大电网
侧母线r点与t时刻大电网侧电源向量的正极和大电网侧参数检测电路9的上端输入
/输出口 I/O相连，t时刻大电网侧电源向量?⑴的负极与地相连；微电网侧降压变压器T1副边线圈T12的正极与二极管整流电路I的交流入口端的正极相连，微电网侧降压变压器T1副边线圈T12的负极与二极管整流电路I的交流入口端的负极相连；二极管整流电路I的直流输出端的正极与直流系统检测控制电路3中电感L1的正极相连，二极管整流电路I的直流输出端的负极与直流系统检测控制电路3中直流电容Cd的负极和IGBT开关电路6的左下端相连，二极管整流电路I的检测端与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的左端输入/输出口 I/O相连；二极管整流电路I的功能是将由微电网侧降压变压器T1得到的微电网侧电源向量V,(t)整流成直流电压输入直流系统检测控制电路3。
[0013]微电网侧参数检测电路2的左端输入/输出口 I/O在微电网侧母线S点与t时刻微电网侧电源向量?.ΗΙ的正极相连，微电网侧参数检测电路2右端上侧输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的左下端输入/输出口 I/O相连，微电网侧参数检测电路2右端下侧输入/输出口 I/O与功角偏移计算电路计算5左端输入/输出口 I/o相连。微电网侧参数检测电路2的功能是将t时刻的微电网侧电源向量W(t)、t时亥幡电网侧电源向量t(t)与t时刻大电网侧电源向量i⑴之间的夹角δ (t)及t-1时刻的微电网侧电源向量V(t-J)、t-1时刻微电网侧电源向量￥_-1)与t-1时刻大电网侧电源向量1)之间的夹角δ (t-1)进行比较，判别是否在t时刻与t-1时刻之间上述变量发生变化，如果是则需将VS(1)，Vs(1-1), δ⑴，δ (t-ι)送入智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4左下端输入/输出口 I/O和功角偏移计算电路5左端输入/输出口 1/0，若否，则在这一时间段，所有上述变量状态保持在原状态。
[0014]直流系统检测控制电路3由电感Lp电感L2和直流电容Cd组成，电感L1的正极与二极管整流电路I的直流输出端的正极相连，电感L1的负极与直流电容Cd的正极和电感L2的正极相连；电感L2的负极与IGBT开关电路6的左侧正极相连，直流电容Cd的负极与二极管整流电路I的直流输出端的负极和IGBT开关电路6的左侧负极相连，电感L1中的电流Iu (t)、电感L2中的电流L2 (t)，直流电容Cd上的电压Vd⑴被取出后送入智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4上端输入/输出口 I/O。
[0015]智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的左端输入/输出口 I/O与二极管整流电路I的检测端相连，实时检测二极管的开关状态及发热程度，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的右上端输入/输出口 I/O与IGBT开关PWM驱动电路7的左端输入口相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的右下端输入/输出口 I/O与输电线路稳定类型判别电路8的左端输入/输出口 I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的下端左侧输入/输出口 I/O与微电网侧参数检测电路2的右端输入/输出口I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的下端中间输入/输出口 I/O与功角偏移计算电路5的上端输入/输出口 I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的下端右侧输入/输出口 I/O与大电网侧参数检测电路9的左端输入/输出口 I/O相连；智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的功能是在t时刻计算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),并做开关驱动决策；其中p(t)是t时刻微电网向大电网输送的用于静态稳定分析的有功功率，P(t-1)是t-1时刻微电网向大电网输送的用于静态稳定分析的有功功率，Pb(t)是t时刻微电网向大电网输送的用于暂态稳定分析的有功功率，Pb(t-Ι)是t-ι时刻微电网向大电网输送的用于暂态稳定分析的有功功率，功角偏移a (t)是t时刻功角运行特性曲线在原始工作点δ (t)增大或减小而产生的功角偏移角度,功角偏移a (t-1)是t-1时刻功角运行特性曲线在原始工作点δ (t-1)增大或减小而产生的功角偏移角度，正是由于a (t)的出现产生了输电线路的静态或暂态稳定问题，一般认为若OS I a (t) I ( 15°则认为输电线路呈现静态稳定问题，若I a (t) I > 15°则认为输电线路呈现暂态问题，本发明就是在输电线路出现静态或暂态稳定问题时对a (t)进行迅速补偿调节，以使输电线路达到静态稳定或暂态稳定的目的；Λ P (t)是t时刻P⑴与t-Ι时刻P (t-Ι)之间的差值，Δ Pb⑴是t时刻Pb (t)与t-Ι时刻Pb (t-Ι)之间的差值，Λ a (t)是t时刻α⑴与t_l时刻a (t-1)之间的差值，计算获得的AP(t)、APb(t)、Λ a (t)值被送入输电线路稳定类型判别电路8中，根据AP(t)、APb(t)、Λ a (t)值判别输电线路静态或暂态稳定状况，决策控制IGBT开关电路6 ;若输电线路呈现静态稳定问题，则用AP(t)、A a (t)作为控制量，根据开关驱动决策控制IGBT开关电路6;若输电线路呈现暂态稳定问题，则用APb(t)、Δ a (t)作为控制量，根据开关驱动决策控制IGBT开关电路6。
[0016]功角偏移计算电路5的左端输入/输出口 I/O与微电网侧参数检测电路2的右端输出口相连，功角偏移计算电路5的上端输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的下端中间输入/输出口 I/O相连，功角偏移计算电路5的右端输入/输出口 I/O与大电网侧参数检测电路9的左端输入/输出口 I/O相连；功角偏移计算电路5的功能是计算t时刻微电网侧等效电压向量rseff(i)、t-1时刻微电网侧等效电压向量
Fseff(t-l)、t时刻在IGBT开关功角补偿装置上产生功角补偿电压向量▽,#)、t-Ι时刻在
IGBT开关功角补偿装置上产生功角补偿电压向量、_)和a (t-1)。
[0017]IGBT开关电路6的m点与串联功角补偿变压器T2原边线圈T21的正极相连，IGBT开关电路6的η点与串联功角补偿变压器T2原边线圈T21的负极相连，IGBT开关电路6的左侧正极与直流系统检测控制电路3中电感L2的负极相连，IGBT开关电路6的左侧负极与直流系统检测控制电路3中直流 电容Cd的负极和二极管整流电路I的直流输出端的负极相连，IGBT开关电路6的下端输入口与IGBT开关PWM驱动电路7的上端输出口相连；IGBT开关电路6是由12个IGBT开关组成，其功能是在智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的开关驱动决策指令下根据输电线路稳定类型判别电路8的判据，在APb(t)和Λ a (t)的控制下，对输电线路进行暂态稳定功角补偿，在AP(t)和△ a (t)的控制下，对输电线路进行静态稳定功角补偿。
[0018]IGBT开关PWM驱动电路7的上端输出口与IGBT开关电路6的下端输入口相连，IGBT开关PWM驱动电路7的左端输入口与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的右端输入/输出口 I/O相连，IGBT开关PWM驱动电路7的下端左侧输入口与输电线路稳定类型判别电路8的上端左侧输出口连接，IGBT开关PWM驱动电路7的下端右侧输入口与输电线路稳定类型判别电路8的上端右侧输出口相连；以便于根据由智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4传输的控制变量AP(t)，APb(t)，Δ a (t)判别输电线路静态或暂态稳定状况，即在智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的开关驱动决策指令根据输电线路稳定类型判别电路8的判据在APb(t), Λ a (t)的控制下，对IGBT开关电路6中的IGBT开关进行精确的操作，以达到对输电线路暂态稳定进行功角补偿，在智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的开关驱动决策指令根据输电线路稳定类型判别电路8的判据在AP(t)，Δ a (t)的控制下，对IGBT开关电路6中的IGBT开关进行精确的操作，以达到对输电线路静态稳定进行功角偏移补偿。
[0019]输电线路稳定类型判别电路8的上端左侧输出口与IGBT开关PWM驱动电路7的下端左侧输入口相连，输电线路稳定类型判别电路8的上端右侧输出口与IGBT开关PWM驱动电路7的下端右侧输入口相连，输电线路稳定类型判别电路8的左端输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的右端输入/输出口 I/O相连；输电线路稳定类型判别电路8的功能是根据由智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4传输的控制变量AP(t)，APb(t)，Λ a (t)判别输电线路静态或暂态稳定状况，若输电线路呈现暂态稳定问题，向IGBT开关PWM驱动电路7输送控制变量APb(t)，Λ b (t)，若输电线路呈现静态稳定问题，向IGBT开关PWM驱动电路7输送控制变量AP(t)，Λ a (t)。
[0020]大电网侧参数检测电路9的左端下侧输入/输出口 I/O与功角偏移计算电路5的右端输入/输出口 I/o相连，大电网侧参数检测电路9的左端上侧输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4的下端右侧输入/输出口 I/O相连，大电网侧参数检测电路9的上端输入/输出口 I/O在大电网侧母线r点与t时刻大电网侧电源向量的正极和输电线路电抗jXjt)的负极相连；输电线路电抗jXjt)的正极与串联功角补偿变压器T2副边线圈T22的负极相连，串联功角补偿变压器T2副边线圈T22的正极在微电网侧母线S点与微电网侧降压变压器T1原边线圈T11的正极、t时刻微电网侧电源向量?..⑴的正极和微电网侧参数检测电路2的左端输入/输出口 I/O相连；大电网侧参数检测电路9的功能是将t时刻的大电网侧电源向量t时刻流过输电线路中的电流向量f?、t 时刻输电线路电抗jXjt)的幅值\(t)及t-1时刻的大电网侧电源向量t-1时刻
输电线路电抗jXjt-1)的幅值\(t-l)，t-1时刻流过输电线路中的电流向量?(?-1)进行比
较，判别是否在t时刻与t-Ι时刻之间上述变量发生了变化,如果是则需将, Vr(t-l)?
I(t), l(t-l), Xl(t)，Xl (t-1)送入功角偏移计算电路 5，将Vr(I), Vr(1-1), Xl ⑴，Xl(t-1)送入
将智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路4，对这一时间段的功角偏移a (t)进行补偿，若否，则在这一时间段，所有上述变量状态保持在原状态。
【权利要求】
1.一种基于IGBT开关微电网与大电网智能传输功角补偿装置,它包括微电网侧降压变压器T1、二极管整流电路(I)、微电网侧参数检测电路(2)、IGBT开关PWM驱动电路(7)和大电网侧参数检测电路(9)，其特征是:它还包括串联功角补偿变压器T2、直流系统检测控制电路(3 )、智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4 )、功角偏移计算电路(5 )、IGBT开关电路(6)和输电线路稳定类型判别电路(8)，微电网侧降压变压器T1原边线圈T11的正极与微电网侧母线S点和微电网侧参数检测电路(2)的左侧输入/输出口 I/O连接，微电网侧降压变压器T1原边线圈T11的负极与地相连，微电网侧降压变压器T1副边线圈T12的正极与二极管整流电路(I)的交流入口端的正极相连，微电网侧降压变压器T1副边线圈T12的负极与二极管整流电路(I)的交流入口端的负极相连；二极管整流电路(I)的直流输出端的正极与直流系统检测控制 电路(3)中电感L1的正极相连，二极管整流电路(I)的直流输出端的负极与直流系统检测控制电路(3)中直流电容Cd的负极和IGBT开关电路6的左下端相连，二极管整流电路(I)的检测端与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的左端输入/输出口 I/O相连；微电网侧参数检测电路(2)的左端输入/输出口 I/O在微电网侧母线S点与t时刻微电网侧电源向量％(-的正极相连，微电网侧参数检测电路(2)右端上侧输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的左下端输入/输出口 I/O相连，微电网侧参数检测电路(2)右端下侧输入/输出口 I/O与功角偏移计算电路计算(5)左端输入/输出口 I/O相连；直流系统检测控制电路(3)由电感Lp电感L2和直流电容Cd组成，电感L1的正极与二极管整流电路(I)的直流输出端的正极相连，电感L1的负极与直流电容Cd的正极和电感L2的正极相连；电感L2的负极与IGBT开关电路(6)的左侧正极相连，直流电容Cd的负极与二极管整流电路(I)的直流输出端的负极和IGBT开关电路(6)的左侧负极相连，电感L1中的电流Iu (t)、电感L2中的电流L2 (t)，直流电容Cd上的电压Vd(t)被取出后送入智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)上端输入/输出口 I/O ;智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的左端输入/输出口 I/O与二极管整流电路(I)的检测端相连，实时检测二极管的开关状态及发热程度，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的右上端输入/输出口 I/O与IGBT开关PWM驱动电路(7)的左端输入口相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的右下端输入/输出口 I/O与输电线路稳定类型判别电路(8)的左端输入/输出口 I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的下端左侧输入/输出口 I/O与微电网侧参数检测电路(2)的右端输入/输出口 I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的下端中间输入/输出口 I/O与功角偏移计算电路(5)的上端输入/输出口 I/O相连，智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的下端右侧输入/输出口 I/O与大电网侧参数检测电路(9)的左端输入/输出口 I/O相连；智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)在 t 时刻计算 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)，并做开关驱动决策；其中P (t)是t时刻微电网向大电网输送的用于静态稳定分析的有功功率，P(t-1)是t-1时刻微电网向大电网输送的用于静态稳定分析的有功功率，Pb(t)是t时刻微电网向大电网输送的用于暂态稳定分析的有功功率，Pb(t-Ι)是t-1时刻微电网向大电网输送的用于暂态稳定分析的有功功率，功角偏移a (t)是t时刻功角运行特性曲线在原始工作点δ (t)增大或减小而产生的功角偏移角度,功角偏移α (t-1)是t-1时刻功角运行特性曲线在原始工作点δ (t-1)增大或减小而产生的功角偏移角度；AP(t)是t时刻P(t)与t-1时刻P (t-1)之间的差值，APb(t)是t时刻Pb(t)与t-Ι时刻Pb (t-Ι)之间的差值，Λ a (t)是t时刻α⑴与t_l时刻a (t-1)之间的差值，计算获得的AP(t)、APb(t)、A a (t)值被送入输电线路稳定类型判别电路(8)中，根据AP(t)、APb(t)、Δ a (t)值判别输电线路静态或暂态稳定状况，决策控制IGBT开关电路(6);功角偏移计算电路(5)的左端输入/输出口 I/O与微电网侧参数检测电路(2)的右端输出口相连，功角偏移计算电路(5)的上端输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的下端中间输入/输出口 I/O相连，功角偏移计算电路(5)的右端输入/输出口 I/o与大电网侧参数检测电路(9)的左端输入/输出口 I/O相连；IGBT开关电路(6)的m点与串联功角补偿变压器T2原边线圈T21的正极相连，IGBT开关电路(6)的η点与串联功角补偿变压器T2原边线圈T21的负极相连，IGBT开关电路(6)的左侧正极与直流系统检测控制电路(3)中电感L2的负极相连，IGBT开关电路(6)的左侧负极与直流系统检测控制电路(3)中直流电容Cd的负极和二极管整流电路(I)的直流输出端的负极相连，IGBT开关电路(6)的下端输入口与IGBT开关PWM驱动电路(7)的上端输出口相连；以便在智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的开关驱动决策指令下根据输电线路稳定类型判别电路(8)的判断，在APb(t)和Λ a (t)的控制下，对输电线路进行暂态稳定功角补偿，在AP(t)和Λ a (t)的控制下，对输电线路进行静态稳定功角补偿；IGBT开关PWM驱动电路(7)的上端输出口与IGBT开关电路(6)的下端输入口相连，IGBT开关PWM驱动电路(7)的左端输入口与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的右端输入/输出口 I/O相连，IGBT开关PWM驱动电路(7)的下端左侧输入口与输电线路稳定类型判别电路(8)的上端左侧输出口连接，IGBT开关PWM驱动电路(7)的下端右侧输入口与输电线路稳定类型判别电路(8)的上端右侧输出口相连；以便于根据由智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)传输的控制变量AP(t)，Δ Pb (t) , Δ a (t)判别输电线路静态或暂态稳定状况；输电线路稳定类型判别电路(8)的上端左侧输出口与IGBT开关PWM驱动电路(7)的下端左侧输入口相连，输电线路稳定类型判别电路(8)的上端右侧输出口与IGBT开关PWM驱动电路(7)的下端右侧输入口相连，输电线路稳定类型判别电路(8)的左端输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的右端输入/输出口 I/O相连；以便于根据由智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)传输的控制变量AP(t)，APb(t),Δ a (t)判别输电线路静态或暂态稳定状况，若输电线路呈现暂态稳定问题，向IGBT开关PWM驱动电路(7)输送控制变量APb(t)，Δ a (t)，若输电线路呈现静态稳定问题，向IGBT开关PWM驱动电路(7)输送控制变量AP(t)，Δ a (t);大电网侧参数检测电路(9)的左端下侧输入/输出口 I/O与功角偏移计算电路(5)的右端输入/输出口 I/O相连，大电网侧参数检测电路(9)的左端上侧输入/输出口 I/O与智能柔性传输功角补偿装置DSP控制器电路(4)的下端右侧输入/输出口 I/O相连，大电网侧参数检测电路(9)的上端输入/输出口 I/O在大电网侧母线r点与t时刻大电网侧电源向量的正极和输电线路电抗jX (t)的负极相连；输电线路电抗j\(t)的正极与串联功角补偿变压器T2副边线圈T22的负极相连，串联功角补偿变压器T2副边线圈T22的正极在微电网侧母线S点与微电网侧降压变压器1\原边线圈T11的正极、t时刻微电网侧电源向量ift)的正极和微电网侧参数检测电路(2)的左端 输入/输出口 I/O相连。
【文档编号】H02J3/38GK103457290SQ201310389742
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】郑德化, 孙雁卿, 李刚菊, 王世杰, 杨文元, 范莉平, 刘丽娟, 赵永强 申请人:山西合创电力科技有限公司