[发明专利]随机脉冲负载的供电系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种随机脉冲负载的供电系统以及其控制方法。随机脉冲负载的供电系统包括全控型变流器、全控型功率转换器和第二储能单元。全控型变流器的输出端连接于直流母线上，用于向负载提供所需功率的平均稳态功率分量。全控型功率转换器的输出端与直流母线连接，用于向负载提供所需功率的动态脉动功率分量。第二储能单元，用于向全控型功率转换器提供电量。本发明采取将全控型变流器和全控型功率转换器并联供电方式，减小了电网上的网压和频率波动幅度，避免出现电网电压跌落、暂降或并网失败等电能质量问题，提高网侧的电能质量延长了设备的使用寿命，实现了系统长期连续稳定的运行。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种随机脉冲负载的供电系统及其控制方法。

背景技术

随机脉冲型负载(如雷达、海浪、潮汐等)所需的功率一般为脉动型功率，一般将其接于大电网中，通过大容量强电网来承受脉动型的功率。然而将随机脉冲型负载接于大电网中会出现一定的的电网频率和幅值的波动的问题。但将随机脉冲型负载接于弱电网中则会出现剧烈的功率波动，长期运行影响供电电力系统的稳定。

随机脉冲型负载通常多采用直流供电制式，传统的供电方案是基于二极管不控整流方式提供直流电。然而随机脉冲型负载的脉动功率会引起中间直流母线电压的剧烈抖动，从而影响重要负载的正常运行，缩减设备的使用寿命，无法满足系统的稳态和动态要求，同时还会引起前端电网输入侧功率的波动震荡，进而出现电网电压跌落、暂降或并网失败等电能质量问题，并影响前端供电电力系统的稳定性和发电机的性能、寿命等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是随机脉冲型负载通过传统的供电方式接入弱电网时，会引起中间直流母线电压的剧烈抖动，从而影响重要负载的正常运行，缩减设备的使用寿命；同时还引起电网侧输入侧功率的波动震荡，导致电网出现电压跌落、暂降或并网失败等电能质量问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种随机脉冲负载的供电系统及其控制方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种随机脉冲负载的供电系统，其包括：

全控型变流器，其输出端连接于直流母线上，用于向所述负载提供所需功率的平均稳态功率分量；

全控型功率转换器，其输出端与所述直流母线连接，用于向所述负载提供所需功率的动态脉动功率分量；以及

第二储能单元，用于向所述全控型功率转换器提供电量。

优选地，所述全控型功率转换器还用于控制对所述第二储能单元的充电。

优选地，所述全控型变流器为PWM变流器，所述全控型功率转换器为DC/DC转换器。

优选地，随机脉冲负载的供电系统还包括：

第一储能单元，其连接在所述全控型变流器和所述负载之间，用于维持供电系统中电压的稳定。

优选地，所述第二储能单元还用于分担所述第一储能单元上的动态脉动功率分量。

优选地，随机脉冲负载的供电系统还包括：

滤波器，用于滤除供电系统中的谐波。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述随机脉冲负载的供电系统的控制方法，包括：

采集步骤，采集所述负载的所需功率，并根据所述负载的所需功率得到平均稳态功率分量和动态脉动功率分量；

第一控制步骤，全控型变流器对电网提供的输入功率与所述平均稳态功率进行实时对比，并根据对比结果限制所述负载从电网吸收的功率，以使所述输入功率与所述平均稳态功率达到平衡，从而向所述负载提供所述平均稳态功率；