一种基于超级电容器储能的电压稳定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种基于超级电容器储能的电压稳定装置，包括电压补偿装置、检测变换装置和储能装置,储能装置包括超级电容器，检测变换装置用于：当检测到电网电压正常或小幅暂降时，将电网的交流电转变为直流电并传输至储能装置对超级电容器充电；当检测到电网电压异常时，将电网的交流信号转变为直流信号并传输至电压补偿装置，电压补偿装置根据直流信号生成补偿电压并将补偿电压注入电网；当检测到所述电网电压暂升、大幅暂降或短时断电时，将储能装置的直流电转变为与电网同频的交流电，并将交流电传输至负载对负载供电。本实用新型专利技术能对敏感负载起到稳压作用，优选实施方式下，能够避免电网电压暂降、暂升和≤5s的断电对负载的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超级电容器储能的电压稳定装置
本技术涉及领域电力领域，尤其是一种基于超级电容器储能的电压稳定装置。
技术介绍
电力系统因其复杂性，经常出现短路、断路和频率异常等故障，而这些故障通常都是“瞬时"性的，永久性故障占比很少，即电网中经常出现电压暂降、暂升和短暂断电，尽管这些“瞬时”故障不会给用电带来太大不便，但对于某些对电压敏感的负载来说，却会造成永久性损害，因此有必要提供一种能够针对敏感负载进行稳压保护的装置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种针对敏感负载进行稳压保护的装置，该装置能够在电网电压出现暂升、暂降或短暂停电时对敏感负载提供稳压保护。为了解决上述问题，本技术提出一种基于超级电容器储能的电压稳定装置，用于稳定电网中敏感负载的电压，所述基于超级电容器储能的电压稳定装置包括电压补偿装置、检测变换装置和储能装置；所述储能装置包括超级电容器，所述检测变换装置用于：当检测到所述电网电压正常或小幅暂降时，将所述电网的交流电转变为直流电并传输至所述储能装置对所述超级电容器充电；当检测到所述电网电压出现暂升、暂降或短时断电时，将所述电网的交流信号转变为直流信号并传输至所述电压补偿装置，所述电压补偿装置根据所述直流信号生成补偿电压并将所述补偿电压注入所述电网；当检测到所述电网电压暂升、大幅暂降或短时断电时，将所述储能装置的直流电转变为与所述电网同频的交流电，并将所述交流电传输至所述负载对所述负载供电。进一步地，所述检测变换装置包括第一逆变器，所述第一逆变器用于将所述储能装置的直流电转变为交流电并传输至所述负载。进一步地，所述检测变换装置包括整流器，所述整流器用于将所述电网的交流电转变为直流电并传输至所述电压补偿装置或储能装置。进一步地，所述储能装置还包括直流/直流变换器，从所述整流器发出的直流电经所述直流/直流变换器降压后对所述超级电容器充电，所述超级电容器发出的直流电经所述直流/直流变换器升压后传输给所述检测变换装置。进一步地，所述电压补偿装置包括第二逆变器，所述第二逆变器接收所述整流装置发送的直流信号，并根据所述直流信号生成交流补偿电压。进一步地，所述电压补偿装置包括耦合变压器，所述耦合变压器用于将所述交流补偿电压注入所述电网。进一步地，所述基于超级电容器储能的电压稳定装置包括静态切换开关，当所述电网电压大幅升降或短时断电时，所述静态切换开关断开。本技术的有益效果：1.本技术基于超级电容器储能的电压稳定装置的检测变换装置检测到所述电网电压出现暂升、暂降或短时断电时，将所述电网的交流信号转变为直流信号并传输至所述电压补偿装置，所述电压补偿装置根据所述直流信号生成补偿电压并将所述补偿电压注入所述电网，使本装置能够针对电网电压变化时及时对电网进行电压补偿，减少了电压升降对敏感负载的影响。2.本技术基于超级电容器储能的电压稳定装置的检测变换装置检测到所述电网电压暂升、大幅暂降或短时断电时，将所述储能装置的直流电转变为与所述电网同频的交流电，并将所述交流电传输至所述负载对所述负载供电，在电压变动较大时，储能装置能够对负载进行电流补偿，尤其是储能装置包括的超级电容器单元能够储存和提供超大电流，延长了负载承受电网电压异常的时间。3.本技术基于超级电容器储能的电压稳定装置的检测变换装置在电网电压正常或小幅暂降时，将所述电网的交流电转变为直流电并传输至所述储能装置对所述超级电容器充电，而电网一般处于正常运行状态，使超级电容器常处于充满电的状态，能够及时在电网异常时对负载进行电流补偿，提高了实用性。附图说明图1为本技术基于超级电容器储能的电压稳定装置结构示意图；图2为图1一种具体实施例的结构示意图；图3为图2第一逆变器和第二逆变器的主电路示意图；图4为图2直流/直流变换器的主电路示意图。具体实施方式为了更加清楚、完整的说明本技术的技术方案，下面结合附图和优选实施方式对本技术作进一步说明。如图1，本技术基于超级电容器储能的电压稳定装置包括电压补偿装置1、检测变换装置3和储能装置2，当检测变换装置3检测到所述电网电压正常或小幅暂降时，检测变换装置3将电网的交流电转变为直流电并传输至所述储能装置2对所述超级电容器21充电；当检测到所述电网电压暂升、大幅暂降或短时断电时，检测变换装置3将储能装置2的直流电转变为与电网同频的交流电，并将交流电传输至负载对负载供电；当检测到所述电网电压出现暂升、暂降或短时断电时，检测变换装置3将电网的交流信号转变为直流信号并传输至电压补偿装置1，电压补偿装置1根据直流信号生成补偿电压并将补偿电压注入所述电网。具体地，如图2所示，检测变换装置3包括整流器，在本实施方式中，选用直流母线32作为整流元件，整流器用于将电网的交流电转变为直流电并传输至所述电压补偿装置1和/或储能装置2，实现对储能装置2和/或电压补偿装置1供电。如图2和图3所示，检测变换装置3还包括第一逆变器31，在本实施方式中，第一逆变器31采用IGBT组成，当电网电压出现暂升、大幅暂降或短时断电时，IGBT将储能装置2通过直流母线32传递过来的直流电转变为与电网同频率的交流电，并将该交流电传输至负载，给负载提供电能。如图2和图4所示，储能装置2包括超级电容器21和直流/直流变换器22，超级电容器21能够提供很高的电流电力，可以提高负载承受电网电压异常的时间(本实施方式下可在≤5s的短时断电情况下维持负载电压稳定)，电网电压正常或暂降时，直流/直流变换器22将直流母线32的直流电压转换为超级电容器21的直流电压，对超级电容器21进行充电，当电网电压暂升大幅暂降或短时断电时，直流/直流变换器22将超级电容器21的直流电进行升压传输给直流母线32，直流母线32再将升压后的直流电经第一逆变器31转变为交流电输出至负载。如图2和图3所示，电压补偿装置1包括第二逆变器11，本实施方式中，第二逆变器11采用三电平拓扑方案和PWM变换方式，当电网电压小幅暂降时，第二逆变器11接收整流装置发送的直流信号，并根据接收到的直流信号生成同相补偿电压；当电网暂升、大幅暂降和短时断电时，第二逆变器11接收整流装置发送的直流信号，并根据接收到的直流信号变换出反向补偿电压，对输入电压进行反向补偿，使本基于超级电容器储能的电压稳定装置能够输出额定交流正弦波供给负载；如图2所示，电压补偿装置1包括耦合变压器12，耦合变压器12的次级线圈串联在电网中，该耦合变压器12用于将第二逆变器11生成的交流补偿电压通过线圈耦合注入电网，对电网进行电压补偿。如图2所示，所述基于超级电容器储能的电压稳定装置还包括静态切换开关4，当所述电网电压大幅升降或短时断电时，所述静态切换开关4断开，使负载由电网供电转换为由本电网稳压器供电，保证了在电网有大幅电压波动的情况下敏感负载仍然具有一个额定交流正弦波输入电压。当然，本技术还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本技术所保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超级电容器储能的电压稳定装置，用于稳定电网中敏感负载的电压，其特征在于：所述基于超级电容器储能的电压稳定装置包括：电压补偿装置、检测变换装置和储能装置，所述储能装置包括超级电容器，所述检测变换装置用于：当检测到所述电网电压正常或小幅暂降时，将所述电网的交流电转变为直流电并传输至所述储能装置对所述超级电容器充电；当检测到所述电网电压暂升、大幅暂降或短时断电时，将所述储能装置的直流电转变为与所述电网同频的交流电，并将所述交流电传输至所述负载对所述负载供电；当检测到所述电网电压出现暂升、暂降或短时断电时，将所述电网的交流信号转变为直流信号并传输至所述电压补偿装置，所述电压补偿装置根据所述直流信号生成补偿电压并将所述补偿电压注入所述电网。

【技术特征摘要】
1.一种基于超级电容器储能的电压稳定装置，用于稳定电网中敏感负载的电压，其特征在于：所述基于超级电容器储能的电压稳定装置包括：电压补偿装置、检测变换装置和储能装置，所述储能装置包括超级电容器，所述检测变换装置用于：当检测到所述电网电压正常或小幅暂降时，将所述电网的交流电转变为直流电并传输至所述储能装置对所述超级电容器充电；当检测到所述电网电压暂升、大幅暂降或短时断电时，将所述储能装置的直流电转变为与所述电网同频的交流电，并将所述交流电传输至所述负载对所述负载供电；当检测到所述电网电压出现暂升、暂降或短时断电时，将所述电网的交流信号转变为直流信号并传输至所述电压补偿装置，所述电压补偿装置根据所述直流信号生成补偿电压并将所述补偿电压注入所述电网。2.根据权利要求1所述的基于超级电容器储能的电压稳定装置，其特征在于：所述检测变换装置包括第一逆变器，所述第一逆变器用于将所述储能装置的直流电转变为交流电并传输至所述负载。3.根据权利要求2所述的基于超级电容器储能的电压稳定装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贤斌，肖亚军，李德红，黄小凡，吕韬，
申请(专利权)人：深圳市三和电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44