[发明专利]一种基于风电的前馈型电压串联补偿装置

权利要求书

1.一种基于风电的前馈型电压串联补偿装置，特征在于构成包括：控制器（1）、整流单元（2）、H桥逆变单元（3）、串联变压器（4）、直流电压传感器（5）、直流电流传感器（6）、交流电压互感器（7）、并网逆变器（8）；

上述部件的连接关系如下：

所述的控制器（1）的整流控制端与所述的整流单元（2）相应的控制端相连，所述的控制器（1）的H桥逆变控制端与所述的H桥逆变单元（3）相应的控制端相连；所述的控制器（1）的直流电压输入端与所述直流电压传感器（5）的输出端相连，所述的控制器（1）的直流电流输入端与所述直流电流传感器（6）的输出端相连，所述的控制器（1）的交流电流输入端与所述交流电压互感器（7）的输出端相连，所述的控制器（1）的转子转速、转子角度输入信号的输入端与同步发电机的测速码盘输出端相连，所述的控制器的并网逆变控制端与所述的并网逆变器（8）相应的控制端相连；

所述的整流单元（2）的交流输入端与同步发电机的输出端相连，所述的整流单元（2）的直流输出端与所述的H桥逆变单元（3）和并网逆变器（8）的直流母线端相连；

所述的H桥逆变单元（3）的交流输出端与所述的串联变压器（4）的初级线圈的两端相连；

所述的串联变压器（4）的次级线圈串接在电网的输电线中，分别与电网的供电端和负载端相连；

所述的直流电压传感器（5）的输入端与所述整流单元（2）的直流输出端相连；

所述的直流电流传感器（6）的输入端串接于所述整流单元（2）的直流输出端；

所述的交流电压互感器（7）的输入端与电网公共点电压相连；

所述的并网逆变器（8）的直流母线端与所述H桥逆变单元（3）的直流母线端及整流单元（2）的直流输出端相连，所述的并网逆变器（8）的交流输出端与电网公共点电压相连。

2.根据权利要求1所述的基于风电的前馈型电压串联补偿装置，其特征在于，所述的控制器（1）由中央处理单元实现，其核心是数字信号处理器、单片机或计算机。

3.利用权利要求1所述的基于风电的前馈型电压串联补偿装置进行串联补偿的方法，其特征在于，该方法包括下列具体步骤：

1）控制器（1）测量交流供电电压U_S、整流单元（2）输出的直流电压U_w与直流电流I_w、同步发电机的转速与转子角度；

2）计算整流单元（2）输出有功功率P_w：P_w＝U_w×I_w；

3）控制整流单元（2）进行风电的最大功率跟踪：

风能最大功率跟踪：判断本次整流单元（2）输出有功功率P_w是否大于上次输出值，若是则继续增大同步发电机转速；否则，维持同步发电机转速不变；

4）设U_S0为电网正常时交流供电电压值：

若电网正常时，即交流供电电压U_S等于或高于正常电压U_S0的90%时，则控制H桥逆变单元（3）输出电压为零，使得串联变压器（4）注入供电交流线路电压为零，且控制并网逆变器（11）将风电注入电网，反馈给电网；

若电网故障，即交流供电电压U_S低于正常电压U_S0的90%时，则控制所述的H桥逆变单元（3），使得通过所述的串联变压器（4）输出的电压满足：U_j＝(U_S0-U_S)，多余的风电仍可通过控制并网逆变器（8）向电网注入功率，若风电不够，则通过并网逆变器（8）向直流母线注入功率，从而维持直流母线电压稳定。