通過混合電網(wǎng)的電力質(zhì)量問題緩解的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般地設(shè)及電力分配領(lǐng)域，并且更特別地設(shè)及用于緩解電力質(zhì)量問題的電 路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 諸如包含L邸照明器的設(shè)備之類的敏感負載的壽命和操作受諸如驟降、驟升、閃 變等的電力質(zhì)量問題的負面影響。諸如備用發(fā)電機之類的輔助電力系統(tǒng)可W緩解電力中斷 的影響，但是并不解決電力質(zhì)量問題。不中斷電源（UPS)系統(tǒng)可W緩解電力質(zhì)量問題，但是 具有若干缺點。作為示例，諸如在US專利號7142950中公開的WS系統(tǒng)在不存在電力問題 時沒有附加價值。作為另一個示例，WS系統(tǒng)通常被布置用于緩解電力中斷并且因此對于 緩解電力質(zhì)量問題來說規(guī)格過大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個目的是提供一種用于將功率源連接到負載的改進的電路裝置。本發(fā) 明的目的通過引入一種電路裝置而實現(xiàn)，所述電路裝置包括被布置成在并聯(lián)配置和串聯(lián)配 置之間切換的可控切換機構(gòu)?？煽厍袚Q機構(gòu)被布置用于將負載禪合到第一電源輸入端和第 二電源輸入端。在并聯(lián)配置中，第一電源輸入端和第二電源輸入端并聯(lián)地禪合到負載；通過 第一電源輸入端供應(yīng)的電力和通過第二電源輸入端供應(yīng)的電力兩者都可W給負載饋電。在 串聯(lián)配置中，第一電源輸入端和第二電源輸入端串聯(lián)地禪合到負載；通過第二電源輸入端 供應(yīng)的電力可W補償在通過第一電源輸入端供應(yīng)的電力中的電力質(zhì)量問題。通過控制器控 制可控切換機構(gòu)?？刂破骺纱_定電力質(zhì)量參數(shù)并且基于該電力質(zhì)量參數(shù)來控制可控切換機 構(gòu)。
[0004] 在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的一個實施例中，控制器被布置成檢測最常見的電力問 題中的兩個；電壓驟降和/或電壓驟升。基于在通過第一電源輸入端供應(yīng)的電力中檢測該 個電壓驟降和/或驟升來確定電力質(zhì)量參數(shù)。
[0005] 在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的另外實施例中，可控切換機構(gòu)包括=個雙向開關(guān)。該 是有益的，因為該實施例需要很少的部件來實現(xiàn)可控切換機構(gòu)。雙向開關(guān)被配置用于在第 一和第二雙向開關(guān)被接通并且第=雙向開關(guān)被關(guān)斷時并聯(lián)地連接第一電源輸入端和第二 電源輸入端?？煽厍袚Q結(jié)構(gòu)被配置用于在配置顛倒（即第一和第二雙向開關(guān)被關(guān)斷并且第 =雙向開關(guān)被接通）時將第二電源輸入端串聯(lián)地連接到第一電源輸入端。
[0006] 在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的尤其有利的實施例中，電路裝置還包括可控逆變器。 可控逆變器包括DC電源輸入端和禪合到可控切換機構(gòu)的第二電源輸入端的電源輸出端。 控制器還被布置成控制可控逆變器?？蒞基于例如通過第一電源輸入端接收的電力的頻率 (例如，匹配該頻率、乘W該頻率)和/或電力的當(dāng)前相位(例如同步W注入正電壓)來控制通 過可控逆變器的電源輸出端供應(yīng)的電力的頻率和相位。
[0007] 在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的另外實施例中，可控逆變器是全橋逆變器(例如H橋 逆變器、單相橋逆變器)。該是有益的，因為該實施例需要很少的部件來實現(xiàn)可控逆變器。
[0008] 在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的一個實施例中，可控逆變器還包括并聯(lián)連接到DC電 源輸入端的DC鏈電容器。假如通過DC電源輸入端供應(yīng)的電力不輸送足夠能量(例如如果 DC電源輸入端從正接收不足陽光的太陽能電池板接收電力)，則該DC鏈電容器可W輸送能 量。
[0009] 在一個實施例中，一種系統(tǒng)包括DC功率源和根據(jù)本發(fā)明的電路裝置。可W基于與 負載有關(guān)的電力要求(例如獨立地向負載供電的能力或限于緩解第一電源輸入端所供應(yīng)的 電力中的電力問題的能力)來選擇DC功率源。DC功率源具有禪合到可控逆變器的DC電源 輸入端的DC電源輸出端。
[0010] 在所述系統(tǒng)的一個尤其有利的實施例中，所述系統(tǒng)包括作為DC功率源的光伏功 率源(例如太陽能電池板）和根據(jù)本發(fā)明的電路裝置。該是非常有益的，因為光伏功率源具 有將陽光轉(zhuǎn)換成電的能力。因此其不僅幫助緩解電力質(zhì)量問題，而且還在正常操作下輸送 電力。當(dāng)可控切換機構(gòu)切換到并聯(lián)配置時，光伏功率源的可用能量將給負載饋電。
[0011] 在所述系統(tǒng)的又另一個實施例中，所述系統(tǒng)包括作為DC功率源的電池和根據(jù)本 發(fā)明的電路裝置。該是有益的，因為對于光伏功率源來說沒有足夠的陽光用于輸送足夠電 力時其可W輸送能量。此外，可W在正常操作下對電池充電并且可W在需要時(例如在白天 期間電力最貴時或者在存在電力質(zhì)量問題時）可W使用所存儲的能量。光伏功率源和電池 的組合提供該些功率源的各自優(yōu)點的組合。
[0012] 本發(fā)明的一個目的是提供一種用于將功率源連接到負載的改進的方法。本發(fā)明的 目的是通過引入包括利用可控切換機構(gòu)將負載禪合到第一和第二電源輸入端的方法來實 現(xiàn)的?？煽厍袚Q機構(gòu)被布置用于在并聯(lián)和串聯(lián)配置之間切換。所述方法還包括確定電力質(zhì) 量參數(shù)并基于該電力質(zhì)量參數(shù)控制可控切換機構(gòu)。
【附圖說明】
[001引在W下圖中： 圖1示意性和示例性地示出了包括根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的系統(tǒng)的實施例，所述電路 裝置包括AC功率源和DC功率源； 圖2示意性和示例性地示出了包括根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的系統(tǒng)的實施例，所述電路 裝置包括AC功率源和DC功率源，其中可控逆變器包括全橋逆變器，并且其中可控切換機構(gòu) 包括=個雙向開關(guān)； 圖3示意性和示例性地示出了作為根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的實施例的一部分的控制 器； 圖4示意性和示例性地示出了具有第一電源的負循環(huán)的指示的處于串聯(lián)配置中的圖2 的簡化版本，其中逆變器正在注入電壓； 圖5示意性和示例性地示出了具有第一電源的正循環(huán)的指示的處于串聯(lián)配置中的圖2 的簡化版本，其中逆變器正在注入電壓； 圖6示意性和示例性地示出了具有第一電源的正循環(huán)的指示的處于串聯(lián)配置中的圖2 的簡化版本，其中逆變器未正在注入電壓； 圖7示意性和示例性地示出了具有第一電源的負循環(huán)的指示的處于串聯(lián)配置中的圖2 的簡化版本，其中逆變器未正在注入電壓。
【具體實施方式】
[0014] 在圖1中示出了包括根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的系統(tǒng)的實施例。該電路裝置緩解電 力質(zhì)量問題，從而保護廣泛見于工業(yè)儀器和住宅電器中的電子部件。包括例如可編程邏輯 控制器（PLC)、可調(diào)節(jié)速度驅(qū)動器、光學(xué)設(shè)備、發(fā)光二極管（LED)照明器和緊湊巧光燈（CFL) 照明器的儀器和電器受電力質(zhì)量問題的負面影響。作為示例，該樣的部件的壽命預(yù)期受電 力質(zhì)量問題的負面影響。作為另一個示例，作為電力質(zhì)量問題的結(jié)果，該樣的部件的操作可 能失敗。
[0015] 在圖1中，AC功率源100和DC功率源102通過被布置用于在并聯(lián)和串聯(lián)配置之間 切換的可控切換機構(gòu)106連接到負載104?？刂破?08向可控逆變器112