[发明专利]基于光伏发电的电能质量补偿控制装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及电能质量技术领域，特别是涉及基于光伏发电的电能质量补偿控制装置与方法。

背景技术

电能质量问题不仅会给工业界带来很大的经济损失，如停工和再启动导致生产成本增加，损坏反应灵敏设备，报废半成品，降低产品质量，造成营销困难而损害公司形象及和用户的良好商业关系等，而且也会给医疗等重要用电部门的设备带来危害，引起严重的生产和运行事故，美国电力研究院研究显示,电能质量问题每年导致美国工业在数据，材料和生产力上的损失达300亿美元，在新加坡，每次电压瞬间下降都会造成低于100万新元的经济损失；随着我国高科技工业的迅速发展，对电能质量水平的要求也越来越高，电压骤降（陷落、跌落）是其中的主要问题，电压陷落不仅会引起电力系统的电压质量问题，也会危及用电设备的安全工作，电力系统故障，大型电机启动，支路电路短路等都会引起电压陷落，虽然电压陷落时间短，但是它会引起工业过程的中断或停工，而所引起工业过程的停工期间远远大于电压陷落事故的本身时间，因此所造成的损失很大，电压陷落的特征是电源电压骤然下降至10%到预设范围的正常电压值并持续0.5到50个周期。

过去传统的方法，如电压调节器并不能解决上述电能质量缺陷问题，为此，有科研人员研发出了不间断电源UPS装置，虽然不间断电源UPS装置能够解决上述电能质量缺陷的问题，但是其成本和运行费用都极其昂贵，且响应处理速度不够理想，不能满足当前生产生活的需求，也无法得到广泛的推广与应用。

发明内容

基于此，有必要针对现有基于光伏发电的电能质量补偿控制装置响应处理速度低、结构复杂且成本高昂的问题，提供一种处理速度快，结构简单且生成成本低廉的基于光伏发电的电能质量补偿控制装置与方法。

一种基于光伏发电的电能质量补偿控制装置，包括光电转换模块、中央控制模块、直流处理模块、交流电压互感模块、H桥逆变模块和旁路开关模块，所述旁路开关模块包括多个反串联连接的绝缘栅双极性晶体管；

所述光电转换模块与所述直流处理模块的输入端连接，所述直流处理模块的控制端与所述中央控制模块的控制端连接，所述交流电压互感模块的输入端与交流电网接入端连接，所述交流电压互感模块的输出端与所述中央控制模块的交流输入端连接，所述H桥逆变模块的输入端与所述直流处理模块的输出端连接，所述H桥逆变模块的控制端与所述中央控制模块的逆变控制端连接，所述H桥逆变模块的输出端输出经过所述中央控制端控制调节的交流电，所述旁路开关模块的控制端与所述中央控制模块的旁路开关控制端连接，所述旁路开关模块的输入端与所述交流电网的供电端连接，所述旁路开关模块的输出端与所述交流电网的负荷端连接；

所述光电转换模块将光能转化为直流电能，并将直流电传输到直流处理模块，所述中央控制模块通过所述直流处理模块测量所述直流电的电流值和电压值，并计算所述直流处理模块的实时输出功率，对所述直流处理模块进行最大功率追踪，所述中央控制模块通过所述交流互感模块测量所述交流电网的电压值，当所述中央控制模块检测到所述交流电网的电压值低于所述交流电网预设的额定电压值的预设范围时，控制所述旁路开关模块关断，并控制所述H桥逆变模块向所述交流电网补偿所述交流电网预设的额定电压值与所述交流电网电压值的差额电压值。

一种如上述的基于光伏发电的电能质量补偿控制装置的电能质量补偿控制方法，包括步骤：

将光能转化为直流电能，并将产生的直流电传输到直流处理模块；

检测所述直流电的电流值和电压值，并将检测结果反馈到中央控制模块；

计算所述直流处理模块的实时输出功率，并对所述直流处理模块进行最大功率跟踪；

检测交流电网的实时电压值，当所述交流电网的实时电压值低于所述交流电网预设的额定电压值的预设范围时，控制所述旁路开关模块关断，向所述交流电网补偿所述交流电网预设的额定电压值与所述交流电网电压值的差额电压值。