一种带过压预警变斜率下垂控制的AC/DC变流器的制作方法

一种带过压预警变斜率下垂控制的ac/dc变流器
技术领域
1.本实用新型涉及变流器技术领域，尤其涉及一种带过压预警变斜率下垂控制的ac/dc变流器。


背景技术：

2.光伏发电与电动汽车充电桩通过直流电网连接，可以避免直流到交流及交流到直流的多次转换，提高电能效率。为提高直流电网可靠性，直流电网通常通过ac/dc变流器与交流电网连接。在直流电网中，如果存在多台ac/dc变流器并联运行，可以采用主从式的控制方式，一台ac/dc变流器控制直流电压，其它的控制功率；也可以采用分布式控制，即各ac/dc变流器都采用电压
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功率下垂控制方式。采用分布式控制，不需要主机，各 变流器之间也不需要通信。各ac/dc变流器通过检测直流电压的大小，调整输送功率的大小与方向，达到功率在各变流器的合理分配。
3.目前，ac/dc变流器采用的电压
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功率下垂控制方式都是一条斜线，即：在功率
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电压坐标系上，通过一条直线连接最高运行电压、反向最大功率与最低运行电压、最大功率这两点。通过检测电压，可以感知ac/dc变流器还剩余百分之几的额定功率，但无法确定剩余功率的绝对值。若直流电网中存在光伏dc/dc变流器采用最大功率跟踪控制，则不易设置dc/dc变流器的最大电压限值：限值设置太低，则出现ac/dc变流器还有足够容量情况下，光伏不再提高功率输出，不利于光伏发电的利用；限值设置太高，则出现ac/dc变流器剩余容量不足时，光伏依然按最高跟踪功率输出，可能造成直流系统过电压。
4.例如，公告号为cn201711276616.1，申请日为2017年12月06日的中国专利申请公开了一种具有自动均衡直流输出电压功能的ac/dc变流器，包括第一变流电路、第二变流电路、滤波电容、检测电路和控制电路；所述第一变流电路包括第一功率开关、第一电感、第二功率开关、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第一平波电容；所述第一二极管的阳极与变流器的交流输入端连接，第一二极管的阴极与第一功率开关的第一端相连，第一功率开关的第二端分别与第一电感的第一端、第二二极管的阴极相连，第一电感的第二端分别与第三二极管的阳极、第二功率开关的第一端相连，第三二极管的阴极分别与第一平波电容的正极、第一直流输出端相连，第二二极管的阳极分别与第二功率开关的第二端、第一平波电容的负极相连且接地。该申请的ac/dc变流器依然存在直流系统过电压的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型主要解决现有的技术中直流系统存在过电压的问题；提供一种带过压预警变斜率下垂控制的ac/dc变流器，对ac/dc变流器的输出电压进行不同程度的控制，防止直流系统产生过电压。
6.本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种带过压预警变斜率下垂控制的ac/dc变流器，包括ac/dc电路、滤波电感、稳压电容、控制电路和采集模块，所述滤波电感的一端与交流母线连接，所述滤波电感的另一端与ac/dc电路连接，所
述ac/dc电路与稳压电容并联，所述稳压电容与直流母线连接，所述控制电路与ac/dc电路连接，所述采集模块采集ac/dc电路的输出功率和直流电网运行电压，所述采集模块与控制电路连接。通过采集模块采集ac/dc电路的输出功率和直流电网运行电压，进行实时数据更新，利用控制电路进行反馈调节，调整ac/dc电路输出的电压值，避免直流系统产生过电压。
7.作为优选，所述的ac/dc电路包括6个变流模块，所述变流模块包括第一三极管和二极管，所述三极管的发射极与二极管的阳极连接，所述三极管的集电极与二极管的阴极连接，所述三极管的基极与控制电路连接。将三极管作为开关，实现ac/dc电流转换的控制。
8.作为优选，所述的控制电路包括外环控制模块和内环控制模块，所述外环控制模块包括变斜率下垂控制模块和pi调节模块，所述变斜率下垂控制模块的输入端输入采集模块采集的ac/dc电路的输出功率，所述pi调节模块的输入端分别与变斜率下垂控制模块的输出端以及采集模块连接，所述pi调节模块的的输出端与内环控制模块连接。通过变斜率下垂控制模块将一条下垂控制斜线变为两段斜率不同的斜线，在直流运行电压靠近最高允许电压时，斜率变大，远离系统允许最高电压时斜率变小，通过检测斜率的变化，及时调整控制方式，避免系统产生过电压。
9.作为优选，所述的滤波电感设置有三个，三个所述滤波电感分别与交流母线的三相线连接。对三相交流电流进行滤波处理。
10.作为优选，还包括保护装置，所述保护装置的一端与稳压电容连接，所述保护装置的另一端与直流母线连接。通过保护装置有效保护电路，防止电路瞬间电压过大损坏电路。
11.作为优选，所述的保护装置包括比较器、第二三极管、供电模块、电磁铁、永磁铁、基座、立杆、弹簧、摆杆、动触点和静触点，所述比较器的第一输入端输入基准电压信号，所述比较器的第二输入端输入采集模块采集的直流电网运行电压信号，所述比较器的输出端与第二三极管的基极连接，所述三极管的集电极与供电模块连接，所述三极管的发射极与电磁铁连接，所述电磁铁安装在基座上，所述立杆安装在基座上，所述摆杆安装在立杆上，所述弹簧的一端与基座连接，所述弹簧的另一端与摆杆连接，所述永磁体安装在摆杆上、与电磁铁位置相对应，所述动触点安装在摆杆上，所述动触点与稳压电容连接，所述静触点与动触点相匹配，所述静触点与直流母线连接。电磁铁、永磁铁、基座、立杆、弹簧、摆杆、动触点和静触点组合形成继电器，通过比较器输入端比较输出电平信号，控制第二三极管的通断，正常情况下，电磁铁通电，吸附永磁铁，使动触点和静触点接触，稳压电容与直流母线电路连通，当电压过大时，三极管关断，电磁铁断电，不再具有磁性，不再吸附永磁铁，弹簧收缩，通过摆杆使动触点与静触点不再接触，保护电路安全，防止瞬间电压过高损坏电路。
12.本实用新型的有益效果是：（1）通过采集模块采集ac/dc电路的输出功率和直流电网运行电压，进行实时数据更新，利用控制电路进行反馈调节，调整ac/dc电路输出的电压值，避免直流系统产生过电压；（2）通过保护装置有效保护电路，防止电路瞬间电压过大损坏电路。
附图说明
13.图1是本实用新型实施例的ac/dc变流器的电路原理图。
14.图中1、交流母线，2、滤波电感，3、第一三极管，4、二极管，5、稳压电容，6、保护装置，7、直流母线。
具体实施方式
15.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
16.实施例：一种带过压预警变斜率下垂控制的ac/dc变流器，如图1所示，包括ac/dc电路、滤波电感2、稳压电容5、控制电路、保护装置6和采集模块，滤波电感2的一端与交流母线1连接，滤波电感2的另一端与ac/dc电路连接，ac/dc电路与稳压电容5并联，保护装置6的一端与稳压电容5连接，保护装置6的另一端与直流母线7连接，控制电路与ac/dc电路连接，采集模块采集ac/dc电路的输出功率和直流电网运行电压，采集模块与控制电路连接。
17.ac/dc电路包括6个变流模块，变流模块包括第一三极管3和二极管4，三极管的发射极与二极管4的阳极连接，三极管的集电极与二极管4的阴极连接，三极管的基极与控制电路连接。
18.控制电路包括外环控制模块和内环控制模块，外环控制模块包括变斜率下垂控制模块和pi调节模块，变斜率下垂控制模块的输入端输入采集模块采集的ac/dc电路的输出功率，pi调节模块的输入端分别与变斜率下垂控制模块的输出端以及采集模块连接，pi调节模块的的输出端与内环控制模块连接。
19.滤波电感2设置有三个，三个滤波电感2分别与交流母线1的三相线连接。
20.保护装置6包括比较器、第二三极管、供电模块、电磁铁、永磁铁、基座、立杆、弹簧、摆杆、动触点和静触点，比较器的第一输入端输入基准电压信号，比较器的第二输入端输入采集模块采集的直流电网运行电压信号，比较器的输出端与第二三极管的基极连接，三极管的集电极与供电模块连接，三极管的发射极与电磁铁连接，电磁铁安装在基座上，立杆安装在基座上，摆杆安装在立杆上，弹簧的一端与基座连接，弹簧的另一端与摆杆连接，永磁体安装在摆杆上、与电磁铁位置相对应，动触点安装在摆杆上，动触点与稳压电容5连接，静触点与动触点相匹配，静触点与直流母线7连接。
21.在具体应用中，电磁铁、永磁铁、基座、立杆、弹簧、摆杆、动触点和静触点组合形成继电器，通过比较器输入端比较输出电平信号，控制第二三极管的通断，正常情况下，电磁铁通电，吸附永磁铁，使动触点和静触点接触，稳压电容5与直流母线7电路连通，当电压过大时，三极管关断，电磁铁断电，不再具有磁性，不再吸附永磁铁，弹簧收缩，通过摆杆使动触点与静触点不再接触，保护电路安全，防止瞬间电压过高损坏电路，同时，通过采集模块采集ac/dc电路的输出功率和直流电网运行电压，进行实时数据更新，利用控制电路进行反馈调节，调整ac/dc电路输出的电压值，避免直流系统产生过电压。
22.以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。