电力消耗点处的采用节能设备的统一潮流控制器制造技术

提供了用于调节从公用电网接收的电压的系统和方法。在电力消耗点处设置统一潮流控制器，并且该统一潮流控制器包括电耦接至电源的端子，该端子接收来自公用电网的电网交流电流和电网交流电压。功率转换器电耦接至该端子，并且包括将基本上所有的电网交流电流转换成直流电流的有源整流器以及将直流电流转换成负载交流电流和负载交流电压的逆变器，负载交流电压小于电网交流电压。设置了具有电耦接至电源的第一端子和电耦接至逆变器的输出端的第二端子的变压器。变压器将负载交流电压与电网交流电压串联地注入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力消耗点处的采用节能设备的统一潮流控制器相关申请的交叉引用本申请要求于2015年11月24日提交的美国临时申请62/259,181的优先权，其全部公开内容通过引用以其全部内容并入本文中。
本公开内容一般地涉及电力，更具体地，涉及调节从发电设施输送到客户现场的电压，更具体地，涉及基本上实时地调节输送到客户现场的交流电压以获得低电压值，这允许节省能源。
技术介绍
常规的统一潮流控制器(“UPFC”)设备是向高压和中压电力传输网络提供快速作用无功功率补偿的电气设备。常规UPFC设备通常使用一对三相可控桥来产生使用串联变压器被注入到传输线的电流。常规UPFC设备可以同时调节传输线中的有功功率流和无功功率流。通常，这些常规UPFC设备采用固态设备，其提供常规晶闸管控制系统通常无法实现的功能灵活性。常规UPFC设备控制参数例如线路电抗、相位角和沿传输线路的电压。附图说明现在将参照附图仅以示例的方式来描述本技术的实现，其中：图1示出了根据本公开内容的一个示例的公用电网环境；图2示出了根据本公开内容的一个示例的操作环境内的统一潮流控制器；图3示出了根据本公开内容的一个示例的当从图2的电压调节器的公用电网侧观察时的功率因数；图4A示出了根据本公开内容的一个示例的操作环境内的单相统一潮流控制器；图4B示出了在图4A所示的变压器的输出端处获取的功率波形图；图4C示出了在图4A所示的变压器的输入端处获取的功率波形图；图5示出了根据本公开内容的一个示例的与电压调节器的输出对应的波形图；图6示出了根据本公开内容的一个示例的操作环境内的单相统一潮流控制器；图7示出了根据本公开内容的另一个示例的操作环境内的单相统一潮流控制器；图8示出了根据本公开内容的一个示例的操作环境内的分相统一潮流控制器；图9示出了根据本公开内容的一个示例的操作环境内的分相统一潮流控制器；图10示出了根据本公开内容的一个示例的操作环境内的具有单芯变压器的分相统一潮流控制器；图11示出了根据本公开内容的一个示例的操作环境内的三相统一潮流控制器；图12示出了根据本公开内容的一个示例的操作环境内的三相统一潮流控制器；以及图13示出了根据本公开内容的一个示例的示例方法的流程图。具体实施方式应该理解，为了说明的简单和清楚起见，在适当的情况下，可以在不同附图中重复附图标记以指示相应的或类似的元件。另外，阐述了许多具体细节以提供对本文中描述的示例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文中描述的示例。在其他情况下，方法、过程和组件未被详细描述以免混淆正被描述的有关的相关特征。此外，该描述不应被认为限制本文中描述的示例的范围。附图不一定按比例，并且某些部件的比例已经被夸大以更好地示出本公开内容的细节和特征。通过访问本文中提供的教导，本领域技术人员将理解在其范围内的另外的修改、应用和示例以及该技术将在其中具有重要效用的另外的领域。除非另外定义，否则本文中使用的技术和科学术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。本文中使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个要素与另一个要素区分开。此外，术语“一个(a)”和“一个(an)”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。术语“或者”意味着是包含性的，并且意味着任何、若干或所有列出的项目。术语“连接”和“耦接”不限于物理或机械连接或耦接，并且可以包括直接或间接的电连接或耦接。连接可以是使得物体永久地连接或可释放地连接。术语“通信地耦接”被限定为直接或通过中间组件间接地连接，并且连接不一定限于物理连接，而是适应数据、信号或其他物质在所描述的组件之间传送的连接。术语“基本上”被定义为实质上符合其“基本上”修改的事物，使得事物不需要是精确的。例如，基本上实时意味着事件可能在没有明显延迟的情况下发生，但可以包括微小的延迟。术语“电路”、“电路系统”和“控制器”可以包括单个组件或多个组件，所述组件是有源组件和/或无源组件，并且可以可选地连接或以其他方式耦接在一起以提供所述功能。在各种实施方式中的任意实施方式中描述的“处理器”包括可以基于输入做出决定的电子电路，并且“处理器”可以与术语“控制器”互换。处理器可以包括通用计算机、专用计算机、ASIC或其他可编程数据处理设备的微处理器、微控制器和中央处理单元等。虽然可以使用单一处理器，但是本公开内容可以通过多个处理器来实现。各种示例中的任何示例中描述的“服务器”包括提供处理设施、数据库设施和通信设施的硬件和/或软件。作为示例而非限制，“服务器”可以指具有相关联的通信和数据存储装置和数据库设施的单个物理处理器，或者“服务器”可以指联网的或集群的处理器联合体以及相关联的网络和存储设备，以及支持由服务器提供的服务的操作软件以及一个或更多个数据库系统和应用软件。短语“电力公司”被定义为提供或管理向一个或更多个电能客户的电功率或电能的的供体的实体。本公开内容中使用的该短语包括但不限于区域公共事业公司、区域传输机构和任何其他负荷服务实体或管理地理区域内的电网的实体。电力公司采用恒定频率发电机以恒定的固定频率(如60Hz、50Hz、400Hz等)产生电力。电能客户可以是出于任何目的使用电力的任何实体。例如，电能客户可以包括但不限于个体业主、商业办公楼租户、生产操作人员等。尽管本文中描述的特定示例针对具有交流电流的公用电力环境例如电网，但本领域普通技术人员将容易理解，本文中描述的技术适用于具有交流电流的任何配电系统，如与飞机、船舶、潜艇等联合使用的配电系统。此外，本领域普通技术人员将容易理解，本文中描述的技术适用于具有交流电流并且以诸如60Hz、50Hz、400Hz等的任何固定频率操作的配电系统。需要用于在电力消耗点处节省能量并促进成本节约的系统和方法。电力通常以120/127/230Vrms的标称电压被输送至客户现场，120/127/230Vrms的标称电压是公用电力公司意在在电力消耗点处提供的目标电压。该标称电压在最终在电力消耗点处被输送时可能波动正负10％或更多。通常，电器制造商设计电器电子设备在整个正负10％的电压波动范围内以正常的方式操作。换言之，电器制造商将电器电子设备设计成：在从负10％的低电压范围到正10％的高电压范围内以正常方式操作。接收高于负10％的低范围电压的电器被过度提供电压，这会导致电力浪费并增加客户的运营成本。需要调节电力消耗点处的交流电流(AC)电压的系统和方法。例如，从发电设施输送至客户现场的AC电压可以降低到低电压值。这种电压降低将引起在保持电器的正常操作的同时针对客户的能量节约。此外，需要更有效地调节输送至客户现场的AC电压的系统和方法。根据一个示例，提供了一种统一潮流控制器(“UPFC”)设备，其具有并入其中的节能设备。节能设备允许UPFC设备操作为低电压UPFC设备。根据一个示例，UPFC设备可以包括线路频率注入变压器，该线路频率注入变压器与从电力公司输送的线路电压串联地注入电压。在电力消耗点处设置UPFC设备，以调节输送至客户现场的电压值。根据一个示例，线路频率注入变压器包括电耦接至电网电源的第一端子和电耦接至操作为节能设备的功率转换器的输出端的第二端子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种统一潮流控制器，所述统一潮流控制器设置在电力消耗点处，用于调节从公用电网接收的电压，所述统一潮流控制器包括：端子，所述端子电耦接至源自所述公用电网的电源，所述端子接收电网交流电流和电网交流电压；电耦接至所述端子的功率转换器，所述功率转换器包括：有源整流器，所述有源整流器将基本上所有的所述电网交流电流转换成直流电流；以及逆变器，所述逆变器将所述直流电流转换成负载交流电流和负载交流电压，所述负载交流电压小于所述电网交流电压，所述负载交流电流包括负载有效功率分量和负载无功功率分量中至少之一；以及变压器，所述变压器具有电耦接至所述电源的第一端子和电耦接至所述逆变器的输出端的第二端子，所述变压器适于将所述负载交流电压与所述电网交流电压串联地注入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.24 US 62/259,1811.一种统一潮流控制器，所述统一潮流控制器设置在电力消耗点处，用于调节从公用电网接收的电压，所述统一潮流控制器包括：端子，所述端子电耦接至源自所述公用电网的电源，所述端子接收电网交流电流和电网交流电压；电耦接至所述端子的功率转换器，所述功率转换器包括：有源整流器，所述有源整流器将基本上所有的所述电网交流电流转换成直流电流；以及逆变器，所述逆变器将所述直流电流转换成负载交流电流和负载交流电压，所述负载交流电压小于所述电网交流电压，所述负载交流电流包括负载有效功率分量和负载无功功率分量中至少之一；以及变压器，所述变压器具有电耦接至所述电源的第一端子和电耦接至所述逆变器的输出端的第二端子，所述变压器适于将所述负载交流电压与所述电网交流电压串联地注入。2.根据权利要求1所述的统一潮流控制器，其中，所述变压器将所述负载交流电压与所述电网交流电压同相地注入，以增大输送至所述电力消耗点的所述电网交流电压的值。3.根据权利要求1所述的统一潮流控制器，其中，所述变压器将所述负载交流电压与所述电网交流电压异相地注入，以减小输送至所述电力消耗点的所述电网交流电压的值。4.根据权利要求1所述的统一潮流控制器，其中，所述逆变器以固定频率生成所述负载交流电流。5.根据权利要求1所述的统一潮流控制器，其中，所述功率转换器还包括存储由所述直流电流提供的能量的能量存储设备，其中，所述能量存储设备包括电池或电容器中至少之一。6.根据权利要求1所述的统一潮流控制器，还包括跨所述变压器的第一端子设置以旁路所述变压器并将所述电网电源直接提供至所述电力消耗点的开关。7.根据权利要求1所述的统一潮流控制器，还包括接收所述电力消耗点处的节能参数的微控制器，所述节能参数包括期望的均方根电压值、期望的电压降低百分比和期望的节省降低百分比中至少之一。8.一种调节电力消耗点处的电压的方法，所述电压从公用电网接收，所述方法包括：接收源自所述公用电网的电网交流电流和电网交流电压；将基本上所有的所述电网交流电流转换成直流电流；将所述直流电流转换成负载交流电流和负载交流电压，所述负载交流电压小于所述电网交流电压；以及将所述负载交流电压与所述电网交流电压串联地注入。9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述负载交流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·约翰·雷西奥，佐兰·米莱蒂奇，迈克尔·格拉尔德·托宾，
申请(专利权)人：智能动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US