一种基于管输流动介质压力驱动器的独立供电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于变流器技术领域，更为具体地讲，设及一种基于管输流动介质压力驱 动器的独立供电装置。
【背景技术】
[0002] 目前，我国管输天然气的输送，主要采用的是高压管输的方式。在输送过程中需 要为天然气施加很高的压力，该其中蕴含着巨大的压力能量，该部分能量在经调压站调压 后大量流失。发明专利申请号；201210459706. 5和实用新型专利申请号201220602987. 0的 压力驱动器，利用压力管道内被控介质（天然气、压缩气、水或其它非腐蚀性流体）的流动 压力能作为动力，带动发电机旋转产生交流电。此时发电机输出的交流电不能直接接入负 载使用，需要一个变流系统对发电机输出的交流电进行能量转换及处理才能接入负载。离 网系统需要引入储能模块对系统进行能量平衡管理。在论文（廖志凌，阮新波.独立光伏 发电系统能量管理控制策略[J].中国电机工程学报.2009(21):46-51.)中提出的能量管 理控制策略维持了直流母线电压的稳定，通过蓄电池储能单元的补充与吸收来弥补太阳能 光伏电池输出功率与实际负载消耗功率的差额，但是蓄电池的充放电循环次数增加，减小 了蓄电池的使用寿命。由于太阳能光伏电池的输出功率随着光照变化是不稳定的，而压力 驱动发电的输出功率是恒定的，该种能量管理控制策略不能应用于本供电装置中。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于管输流动介质压力驱动器 的独立供电装置，对通过压力驱动发电产生的交流电进行处理，并提出一种能量平衡控制 策略实现供电装置输入输出的能量平衡。
[0004] 为实现上述发明目的，本发明一种基于管输流动介质压力驱动器的独立供电装 置，其特征在于，包括：
[0005] -管输流动介质压力驱动器，利用压力输送管道内被控介质的流动压力能，将未 利用的流动压力能作为动力驱动发电机运行；
[0006] -发电机，由管输流动介质压力驱动器带动发电机旋转产生交流电能，且发电机 的输出功率是恒定的；
[0007] - =相不可控整流电路，其输入端与发电机的输出端连接，输出端与直流母线电 容连接；=相不可控整流电路将发电机输出的=相交流电整流处理成直流电，通过向直流 母线电容充电来存储电能，W供后级电路使用；
[0008] -双向Buck/Boost变换器，在Buck方向的输出端与蓄电池组连接，在Boost方向 的输出端与直流母线电容连接；双向Buck/Boost变换器作为直流母线电容与蓄电池组的 能量传输桥梁，当蓄电池组电量不足时，供电装置通过双向Buck/Boost变换器的Buck方向 向蓄电池组充电；当供电装置启动时，压力发电机未投入工作或发生故障，供电装置通过双 向Buck/Boost变换器的Boost方向向直流母线电容充电；
[0009] -S相逆变电路，包括S相半桥逆变电路，LC滤波器和S相变压器；S相半桥逆 变电路输入端与直流母线电容连接，并将逆变电路输入端的直流电逆变处理为=相交流 电，再经过LC滤波器的滤波和S相变压器的升压，输出符号负载使用的S相交流电；
[0010] 一蓄电池组，包括充电、放电两种工作模式；当蓄电池组工作在充电模式时，通过 双向Buck/BooSt变换器的Buck方向，利用直流母线电容中缓存的能量向蓄电池组充电；当 蓄电池组工作在放电模式时，通过双向Buck/Boost变换器的Boost方向，利用蓄电池组存 储的能量为直流母线电容充电，再通过=相逆变电路为负载供电；
[0011] 一主控制器，与负载和PWM驱动模块相连接，用于实时监控负载功率，并根据负载 功率的变化，生成控制信号来启动PWM驱动模块；
[0012] 一PWM驱动模块，用于接收主控制器发送的控制信号，并根据该控制信号生成PWM 控制信号，发送给能量平衡电阻组；
[0013] 一能量平衡电阻组，与发电机的输出端连接；根据PWM驱动模块发送的PWM控制信 号，将能量平衡电阻组断开或接入到发电机，从而保持供电装置的功率平衡。
[0014] 本发明的发明目的是该样实现的：
[0015] 本发明一种基于管输流动介质压力驱动器的独立供电装置，通过利用高压管输流 动介质的流动压力能来驱动发电机W恒定输出功率工作，后级接入整流模块，逆变模块，储 能模块W及能量平衡电阻组模块。供电装置启动后，当储能模块能量不足时可W利用储能 模块来保证系统的功率平衡；当储能模块能量充满，供电装置需要利用能量平衡电阻组的 投切来维持系统的输入、输出功率匹配，保证离网系统的稳定运行。
[0016] 同时，本发明基于管输流动介质压力驱动器的独立供电装置还具有W下有益效 果：
[0017] (1)、本发明能够对大量流失的管输压力能进行回收利用；
[001引 （2)、本发明通过配备蓄电池组来充电储能模块，该样可W保证供电装置能够自启 动；
[0019] (3)、通过控制信号对能量平衡电阻组进行投化W维持供电装置的输入输出的功 率平衡，解决离网系统工作时的能量不平衡的问题。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明基于管输流动介质压力驱动器的独立供电装置结构图；
[0021] 图2是本发明提供的供电装置在启动过程时的仿真图；
[0022] 图3是本发明提供的供电装置在运行过程中能量平衡控制仿真图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，W便本领域的技术人员更好地 理解本发明。需要特别提醒注意的是，在W下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许 会淡化本发明的主要内容时，该些描述在该里将被忽略。
[0024] 实施例
[0025] 图1是本发明基于管输流动介质压力驱动器的独立供电装置结构图。
[0026] 在本实施例中，如图1所示，本发明一种基于管输流动介质压力驱动器的独立供 电装置，包括：
[0027] 管输流动介质压力驱动器，利用压力输送管道内被控介质的流动压力能，将未利 用的流动压力能作为动力驱动发电机运行；
[0028] 发电机由管输流动介质压力驱动器带动发电机旋转产生交流电能，管输流动介质 压力驱动器的输出压力是恒定的，因此发电机的输出功率为恒定的；
[0029] =相不可控整流电路选用=相桥式结构，其输入端与压力发电机的输出端连接， 输出端与直流母线电容连接；=相不可控整流电路将发电机输出的=相交流电整流处理成 直流电，通过向直流母线电容充电来存储电能，W供后级电路使用；
[0030] 双向Buck/Boost变换器，在Buck方向的输出端与蓄电池组连接，在Boost方向的 输出端