專利名稱：一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型高效“特需”供電設(shè)備，尤其涉及一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高 效特需供電電路。
背景技術(shù)：
目前，由于各國(或各洲際)的電源頻率和電壓水平存在較大的差異，并且各個地 區(qū)對供電穩(wěn)定性和供電電能質(zhì)量也存在著一定的差異，隨著上海2010年世博會的日益臨 近，根據(jù)各國參展設(shè)備對供電可靠性和供電電能質(zhì)量要求的差異(各種設(shè)備對供電可靠性 和電能質(zhì)量具有不同的耐受限度)，這使得各個國家或地區(qū)展館的供電問題成為一個突出 的問題。與此同時，由于大量非線性負荷和沖擊性負荷的投入使用(如變頻調(diào)速設(shè)備和電 弧爐等)，交流輸入電源電流存在大量的諧波和無功功率需求，這將嚴重危害低壓配電系 統(tǒng)的安全運行和經(jīng)濟運行，增加配電系統(tǒng)的線路損耗，這將影響到我低壓配電網(wǎng)絡(luò)“節(jié)能降 耗”指標的實現(xiàn)。此外，大量的關(guān)鍵負荷中心(例如銀行、醫(yī)院等)由于采用大量非線性負荷(電 腦、調(diào)光燈等)，使得配電線路電能質(zhì)量嚴重下降，與此同時這些負荷的部分主要用電設(shè)備 (數(shù)據(jù)中心、測量設(shè)備)對電能質(zhì)量的要求極為苛刻，應(yīng)此在考慮如何避免諧波電流對電網(wǎng) 造成影響的同時，亦要考慮如何電網(wǎng)電能質(zhì)量問題對精密設(shè)備運行的影響。另外，部分用戶自行采用了新型能源發(fā)電設(shè)備(太陽能和風(fēng)能等)，為了充分利用 新能源，設(shè)計需求在充分滿足用戶負荷需求后，部分電能應(yīng)反饋給供電網(wǎng)絡(luò)，因此采用哪一 種拓撲結(jié)構(gòu)的新型“特殊”供電設(shè)備能夠同時滿足新能源接入網(wǎng)和用戶供電需求，成為一個 重要研究內(nèi)容。上述眾多實際工況說明了，關(guān)于提高供電可靠性和供電電能質(zhì)量、有效降低配電 線路功率損耗、新能源和儲能裝置接入網(wǎng)和“特殊需求”供電服務(wù)等技術(shù)是一個重要的綜合 研究內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的用于 低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效 特需供電電路，其特征在于，該電路包括AC/DC整流器、DC/AC逆變器、新能源接入單元，所 述的AC/DC整流器、DC/AC逆變器通過DC_Bus連接，所述的新能源接入單元通過DC_Bus接 入電路。所述的新能源接入單元與太陽能、風(fēng)能或儲電站連接。所述的AC/DC整流器與電網(wǎng)連接。所述的DC/AC逆變器與用戶連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有供電可靠性高、供電電能質(zhì)量好、滿足多用戶和多需 求的功能特點，并能抑制電力系統(tǒng)諧波污染、電力系統(tǒng)并聯(lián)補償設(shè)備諧振等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路的示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路的示意圖， 分為四部分PWM整流部分(AC/DC)、PWM逆變部分(DC/AC)、直流儲能部分和新能源和儲能 設(shè)備接入部分，即AC/DC整流器、DC/AC逆變器、新能源接入單元，所述的AC/DC整流器、DC/ AC逆變器通過DC_Bus連接，所述的新能源接入單元接入DC_Bus。(一)PWM 整流部分(AC/DC)PWM整流部分承擔(dān)全部逆變功率(即裝置的額定功率)。該PWM整流部分具有對 電網(wǎng)無沖擊、無諧波污染、功率因數(shù)為大于0.9、電網(wǎng)反饋電能等功能特點。該部分通過識別主功率逆變部分整流電流的諧波含量和無功功率損耗，利用高頻 PWM調(diào)制功率開關(guān)元件動態(tài)調(diào)節(jié)PWM整流部分輸入電流的波形，使其波形接近與電壓同相 位的正弦波形，最終使得新型高效“特需”供電設(shè)備的PWM整流側(cè)的功率因數(shù)為1和整流側(cè) 輸出電流的諧波含量THD(I) < 5%，從而避免對電源系統(tǒng)造成諧波污染，有效抑制了逆變 器對電源系統(tǒng)電能質(zhì)量的不利影響，從真正意義上實現(xiàn)“綠色”功率整流的概念。另外，該部分通過調(diào)整其輸出電壓功角，實現(xiàn)對供電網(wǎng)絡(luò)反饋電能的目的(或稱 之為發(fā)電機功能)。PWM整流部分采用高頻絕緣柵雙極晶體管(IGBT)作為換流元件，拓撲結(jié)構(gòu)采用全 可控三相整流全橋結(jié)構(gòu)。 (二)PWM 逆變部分(DC/AC)PWM逆變部分承擔(dān)新型高效“特需”供電設(shè)備的全部功率(即裝置的額定功率)。 該部分具有對用戶提供“特需”供電(不同需求的供電方案)、高電能質(zhì)量、能量可反饋等功 能特點。PWM逆變部分采用高頻空間矢量控制策略，有效降低該部分逆變輸出電壓的畸變 率，同時通過引入輸出側(cè)濾波器的方式進一步降低該逆變部分的輸出電壓畸變率，并最終 使得輸出電壓畸變率THD(U) < 5%，真正實現(xiàn)高供電可靠性和高電能質(zhì)量的目的。此外，若負荷中有提升機類的負荷(上升階段需要電能，下降階段反饋電能)，本 逆變部分將通過PWM整流模式實現(xiàn)反饋能量的吸收功能，并通過PWM整流部分向電網(wǎng)饋送 電能。PWM逆變部分采用高頻絕緣柵雙極晶體管(IGBT)作為換流元件，拓撲結(jié)構(gòu)采用全 可控三相逆變?nèi)珮蚪Y(jié)構(gòu)。(三)直流儲能部分直流儲能部分主要起到直流側(cè)電壓支撐作用和部分反饋電能存儲功能。(四)新能源和儲能設(shè)備接入部分(方案)
設(shè)計標準的直流母線(DC_Bus)接口，為其它新能源(風(fēng)能、太陽能、機械能等)和儲能站(鈉硫電池、超級電容等)接入公共電網(wǎng)或給用戶供電提供一個適當(dāng)?shù)耐緩?。該部分一方面可以通過PWM整流部分對供電系統(tǒng)饋送能量；另一方面可以通過直 流接口對儲能站進行快速充電。同樣，該部分采用高頻絕緣柵雙極晶體管(IGBT)作為換流元件，拓撲結(jié)構(gòu)采用 Buck-Boost結(jié)構(gòu)電路。
權(quán)利要求
一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路，其特征在于，該電路包括AC/DC整流器、DC/AC逆變器、新能源接入單元，所述的AC/DC整流器、DC/AC逆變器通過DC_Bus連接，所述的新能源接入單元通過DC_Bus接入電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路，其特征在 于，所述的新能源接入單元與太陽能、風(fēng)能或儲電站連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路，其特征在 于，所述的AC/DC整流器與電網(wǎng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路，其特征在 于，所述的DC/AC逆變器與用戶連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于低壓配電系統(tǒng)的新型高效特需供電電路，該電路包括AC/DC整流器、DC/AC逆變器、新能源接入單元，所述的AC/DC整流器、DC/AC逆變器通過DC_Bus連接，所述的新能源接入單元通過DC_Bus接入電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有供電可靠性高、供電電能質(zhì)量好、滿足多用戶和多需求的功能特點，并能抑制電力系統(tǒng)諧波污染、電力系統(tǒng)并聯(lián)補償設(shè)備諧振等優(yōu)點。
文檔編號H02J3/01GK101834442SQ20091004727
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者張小越, 潘華明, 邱繼東, 陸四龍, 陸融, 陳建華 申請人:上海市電力公司;上海中區(qū)節(jié)電科技有限公司