[发明专利]功率质量控制

说明书

本发明名称为“功率质量控制”。一种集成功率质量控制系统（60）包括变压器（62），变压器（62）具有绕在磁芯（158）上的初级绕组（64）、次级绕组（66、74）和补偿绕组（68、75）。该系统中的功率电子变流器（78）向补偿绕组提供参考电压以用于在变压器的次级绕组中注入串联电压。利用控制器（80）以基于功率质量控制需求为功率电子变流器生成参考电压。

技术领域

系统的实施例一般涉及电力网，更确切地来说涉及配电网络中的功率质量。

背景技术

电功率系统的基本结构包括如发电机、变压器和实时监视设备的多种硬件元件，以及如功率流分析软件、故障检测软件、和用于发电、输电和配电的恢复软件的软件。

随着分布式发电的增长，将分布式发电机集成到现有功率系统带来了如电压调整、稳定性和功率质量问题的技术挑战。功率质量是以消费者为重心的基本度量，并且很大程度地受到配电和传输网络操作的影响。

一般来说，功率系统运营商通过将负载总线电压保持在其允许极限内来确保供给到消费者的功率的质量。对系统配置的任何改变或功率需求中的任何改变可能导致系统中更高或更低的电压。在一些情况中，可以通过再分配系统中产生的无功功率，如通过调整变压器抽头和切换伏安无功（VAR）源（如电容器组）来改善电压电平的可变性。另一个选择是使用串联变压器来调整馈路电压。但是，变压器抽头对每年开关次数有限制，并且对于频繁电压变化不是令人满意的解决方案。再者，电容器组和串联变压器往往需要单独安装，并且对于较低电抗电阻（X/R）比可能不够有效。再者，串联变压器需要断开馈线来进行安装。

出于这些和其他原因，需要改进的功率质量控制系统。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种集成功率质量控制系统。该系统包括变压器，该变压器包括绕在磁芯上的初级绕组、至少一个次级绕组和至少一个补偿绕组。该系统还包括功率电子转换器和控制器，该功率电子变流器向补偿绕组提供参考电压以在次级绕组中注入串联电压，该控制器基于功率质量控制需求为功率电子变流器生成参考电压。

根据本发明的另一个实施例，提供一种控制至负载的功率的方法。该方法包括提供变压器，该变压器包括绕在磁芯上的初级绕组、至少一个次级绕组和至少一个补偿绕组，并且基于功率质量控制需求为功率电子变流器生成参考电压。该方法还包括利用功率电子变流器在补偿绕组两端提供参考电压以便在次级绕组中注入串联电压。

附图说明

当参考附图阅读下文详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在这些附图中相似的符号表示相似的部件，其中：

图1a是配电系统的单线图；

图1b图示基于与配电站的距离的电压降的影响；

图2是柱式配电变压器的示意图表示；

图3是根据本系统实施例的集成功率质量控制系统的示意图表示；

图4a和图4b是根据本系统实施例的、图3的功率电子变流器中采用的两个示范单相变流器的示意图表示；

图5是根据本系统实施例的用于功率电子变流器的控制器的框图表示；

图6是根据本系统实施例的集成功率质量控制系统的一个实施例的示意图表示；

图7是根据本系统实施例的集成功率质量控制系统的另一个实施例的示意图；

图8是根据本系统实施例的集成功率质量控制系统的又一个实施例的示意图表示；以及

图9是根据本系统实施例的三相集成功率质量控制系统的实施例的示意图表示。

具体实施方式