发明创造名称:一种线间多功能故障电流限制系统
外观设计名称:
决定号:197065
决定日:2019-09-29
委内编号:1F294949
优先权日:
申请(专利)号:201810568895.7
申请日:2018-06-05
复审请求人:长沙理工大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:王喆
合议组组长:潘莉
参审员:周璞
国际分类号:H02J3/06,H02J3/12
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,该区别技术特征既不是本领域的公知常识,其他对比文件也未给出将上述区别技术特征应用到该最接近的对比文件以解决其存在的技术问题的启示,且上述区别技术特征的引入使得该权利要求的技术方案相对于上述现有技术而言具有有益的技术效果,则该权利要求所要保护的技术方案具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201810568895.7、发明名称为“一种线间多功能故障电流限制系统”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为长沙理工大学,申请日为2018年06月05日,公开日为2018年10月12日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2019年05月13日发出驳回决定,以权利要求1-7不具备专利法第22条第3款所规定的创造性为由驳回了本申请,具体理由为:(1)独立权利要求1与对比文件1(CN 1874100A,公开日为2006年12月06日)相比,区别技术特征在于:第一滤波模块、所述第一滤波模块的一端与待控制电网的一相连接,所述第一滤波模块的第一连接点与所述第一动态电压补偿模块的第一连接点连接,所述第一滤波模块的另一端与所述第一动态电压补偿模块的第二连接点连接,第一开关、第一开关管,所述限流模块包括限流电感、限流IGBT和卸能电阻,所述第一动态电压补偿模块的一端与所述第一开关管的正极连接,所述第一开关管的负极与所述第一超级电容的一端连接,所述第一超级电容的另一端与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接,所述第一动态电压补偿模块的一端与所述第一开关的一端连接,所述第一开关的另一端与所述限流电感的一端连接,所述限流电感的另一端与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接,所述卸能电阻的一端与所述第一开关的另一端连接,所述卸能电阻的另一端与所述限流IGBT的集电极连接,所述限流IGBT的发射极与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接,若所述待控制电网正常运行,断开所述限流IGBT,其它器件均闭合,通过所述第一动态电压补偿模块对所述待控制电网进行动态电压补偿;动态电压补偿模块的具体结构;所述第一滤波模块的具体结构和动态电压补偿模块的具体工作方式;第二滤波模块和第二动态电压补偿模块具体结构和工作方式。其中部分区别技术特征被对比文件2(CN 106786643A,公开日为2017年05月31日)所公开且对比文件2给出了将其结合到对比文件1的技术启示,其余区别技术特征或为本领域的公知常识,或为本领域技术人员容易想到的,因此独立权利要求1相对于对比文件1、对比文件2以及本领域公知常识的结合不具备创造性。(2)从属权利要求2-4的附加技术特征被对比文件2公开;从属权利要求5的附加技术特征部分被对比文件2公开,其余部分属于本领域的公知常识;从属权利要求6的附加技术特征属于本领域的公知常识;从属权利要求7的附加技术特征为本领域技术人员基于对比文件1公开的内容容易想到的;因此从属权利要求2-7也都不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为:申请日2018年06月05日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-62段、说明书附图图1-4以及2019年04月18日提交的权利要求第1-7项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种线间多功能故障电流限制系统,其特征在于,包括:第一滤波模块、第一动态电压补偿模块、限流模块、第一开关、第一开关管和第一超级电容,所述限流模块包括限流电感、限流IGBT和卸能电阻;
其中,所述第一滤波模块的一端与待控制电网的一相连接,所述第一滤波模块的第一连接点与所述第一动态电压补偿模块的第一连接点连接,所述第一滤波模块的另一端与所述第一动态电压补偿模块的第二连接点连接,所述第一动态电压补偿模块的一端与所述第一开关管的正极连接,所述第一开关管的负极与所述第一超级电容的一端连接,所述第一超级电容的另一端与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接,所述第一动态电压补偿模块的一端与所述第一开关的一端连接,所述第一开关的另一端与所述限流电感的一端连接,所述限流电感的另一端与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接,所述卸能电阻的一端与所述第一开关的另一端连接,所述卸能电阻的另一端与所述限流IGBT的集电极连接,所述限流IGBT的发射极与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接;
若所述待控制电网正常运行,断开所述限流IGBT,其它器件均闭合,通过所述第一动态电压补偿模块对所述待控制电网进行动态电压补偿;
所述第一动态电压补偿模块包括:第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管;
其中,所述第一IGBT的集电极与所述第一动态电压补偿模块的一端连接,所述第一IGBT的发射极与所述第三IGBT的集电极连接,所述第一二极管的负极与所述第一IGBT的集电极连接,所述第一二极管的正极与所述第一IGBT的发射极连接,所述第三IGBT的发射极与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接,所述第三二极管的负极与所述第三IGBT的集电极连接,所述第三二极管的正极与所述第三IGBT的发射极连接;
所述第二IGBT的集电极与所述第一动态电压补偿模块的一端连接,所述第二IGBT的发射极与所述第四IGBT的集电极连接,所述第二二极管的负极与所述第二IGBT的集电极连接,所述第二二极管的正极与所述第二IGBT的发射极连接,所述第四IGBT的发射极与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接,所述第四二极管的负极与所述第四IGBT的集电极连接,所述第四二极管的正极与所述第四IGBT的发射极连接;
所述第一动态电压补偿模块的第一连接点为所述第一IGBT的发射极,所述第一动态电压补偿模块的第二连接点为所述第二IGBT的发射极;
若所述待控制电网的电压出现上升、下降或三相不平衡,控制所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT对所述待控制电网进行动态电压补偿;
所述第一滤波模块包括第一滤波电感和第一滤波电容,所述第一滤波电感的一端与所述待控制电网的一相连接,所述第一滤波电感的另一端与所述第一滤波电容的一端连接,所述第一滤波电容的一端还与所述第一IGBT的发射极连接,所述第一滤波电容的另一端与所述第二IGBT的发射极连接,所述第一滤波电容的另一端与所述待控制电网的负载连接;
所述第一滤波模块的第一连接点为所述第一滤波电感的另一端;
若检测到所述负载的电压与所述待控制电网的电压差值在第一预设范围之外,通过PI控制调节和定频滞环比较器分别获取所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT对应的开关信号,从而对所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT进行控制;
还包括:第二滤波模块和第二动态电压补偿模块;
所述第二滤波模块包括第二滤波电感和第二滤波电容,所述第二滤波电感的一端与另一待控制电网的一相连接,所述第二滤波电感的另一端与所述第二滤波电容的一端连接;
所述第二动态电压补偿模块包括第五IGBT、第六IGBT、第七IGBT、第八IGBT、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管;
其中,所述第五IGBT的集电极与所述第二动态电压补偿模块的一端连接,所述第五IGBT的发射极与所述第七IGBT的集电极连接,所述第五二极管的负极与所述第五IGBT的集电极连接,所述第五二极管的正极与所述第五IGBT的发射极连接,所述第七IGBT的发射极与所述第二动态电压补偿模块的另一端连接,所述第七二极管的负极与所述第七IGBT的集电极连接,所述第七二极管的正极与所述第七IGBT的发射极连接,
所述第六IGBT的集电极与所述第二动态电压补偿模块的一端连接,所述第六IGBT的发射极与所述第八IGBT的集电极连接,所述第六二极管的负极与所述第六IGBT的集电极连接,所述第六二极管的正极与所述第六IGBT的发射极连接,所述第八IGBT的发射极与所述第二动态电压补偿模块的另一端连接,所述第八二极管的负极与所述第八IGBT的集电极连接,所述第八二极管的正极与所述第八IGBT的发射极连接;
所述第二动态电压补偿模块的一端通过第二开关与所述限流模块的一端连接,所述第二开关管的一端与所述第二动态电压补偿模块的一端连接,所述第二开关管的另一端与所述第二超级电容的一端连接,所述第二超级电容的另一端与所述限流模块的另一端连接;
所述第二滤波电容的另一端与所述第五IGBT的发射极连接,所述第二滤波电容的一端还与所述第六IGBT的发射极连接;
若所述另一待控制电网正常运行,闭合所述第二开关,断开所述限流IGBT,通过所述第二动态电压补偿模块对所述另一待控制电网进行动态电压补偿;
若所述待控制电网和所述另一待控制电网均正常运行,闭合所述第一开关和所述第二开关,闭合所述第一开关管和所述第二开关管,断开所述限流IGBT,通过所述第一动态电压补偿模块对所述待控制电网进行动态电压补偿,通过所述第二动态电压补偿模块对所述另一待控制电网进行动态电压补偿。
2. 根据权利要求1所述系统,其特征在于,若检测到所述待控制电网中的短路电流超过预设值,断开所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT,断开所述第一开关管,导通所述第一开关和所述限流IGBT,以限制所述待控制电网的短路电流。
3. 根据权利要求1所述系统,其特征在于,若所述待控制电网存在接地故障,根据相应频率控制所述限流IGBT的导通与断开,以实现对待控制电网的故障电流大小调节。
4. 根据权利要求1所述系统,其特征在于,若所述待控制电网的接地故障消除,闭合所述第一开关管,断开所述限流IGBT。
5. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,包括:所述第二滤波电容的另一端还与所述另一待控制电网的负载连接;
若检测到所述另一待控制电网的负载的电压与所述另一待控制电网的电压差值在第二预设范围之外,通过PI控制调节和定频滞环比较器分别获取所述第五IGBT、所述第六IGBT、所述第七IGBT和所述第八IGBT对应的开关信号,从而对所述第五IGBT、所述第六IGBT、所述第七IGBT和所述第八IGBT进行控制。
6. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,包括:若所述待控制电网故障,所述另一待控制电网正常运行,断开所述第二开关、所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT、所述第四IGBT和所述第一开关管,其它器件均闭合;
若所述另一待控制电网故障,所述待控制电网正常运行,断开所述第一开关、所述第五IGBT、所述第六IGBT、所述第七IGBT和所述第八IGBT和所述第二开关管,其它器件均闭合。
7. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,包括:若所述待控制电网和所述另一待控制电网同时存在短路故障,断开所述第一开关管、所述第二开关管、所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT、所述第四IGBT、所述第五IGBT、所述第六IGBT、所述第七IGBT和所述第八IGBT,其它器件均闭合。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年08月05日向国家知识产权局提出了复审请求,但未提交修改文件。复审请求人认为:权利要求1和对比文件1相比具有以下区别:(1)LC电路,(2)超级电容上串联开关管Ta1、Tb1,(3)设置限流模块,(4)限流模块和超级电容间设置开关Sa、Sb,(5)可以实现两条馈线电压补偿、故障电流处理。
对于区别(1),对比文件1和2中均存在变压器,不仅体积大而且大电流下易饱和,因此增加了危险点,而本申请仅采用LC滤波器,去除了变压器,从而避免了上述问题。
对于区别(2)-(5),对比文件1中两侧变流器通过1个电容器耦合且该电容器未串联开关,当电容器故障时两侧变流器均无法运行,任一侧发生短路故障时电容器不能被隔离因而容易烧毁,并且对比文件1中不具备开关Sa、Sb,无法实现两条线路的独立控制,且由于两侧通用同一个电容器和限流模块,直流侧电容根本无法实现既作为限流的一部分,又作为补偿能力的一部分,其无法同时实现电压补偿和故障限流功能,因此当一条线路发生短路故障,另一条线路发生电压跌落时,系统将无法正常运行;
对比文件2中两侧变流器通过1个电容器耦合,该电容器未串联开关,而仅设置了一个开关T3,其仅能实现单一线路的故障限流,且当并联变流器一侧故障时,电容器不能被隔离因而易被损坏;
本申请采用分别位于两侧变流器的2个电容器,且该电容器各自串联开关Ta1、Tb1,以实现对各个电容器的灵活导通关断控制,当某一侧电容器发生故障时,其对应的串联开关关断,剩余电容器可为两侧变流器同时提供能量,即两侧电容器互为备用;此外本申请在限流模块和电容器间设置开关Sa和Sb,实现了对限流模块及两条线路耦合关系的灵活控制;通过2个开关Ta1、Tb1以及开关Sa、Sb的切换配合操作,可实现对两条线路的独立、灵活控制,使其具有更多的运行模态,如,左侧系统为电压补偿模式且右侧系统为限流模式,右侧系统为电压补偿模式且左侧系统为限流模式,两侧系统均为电压补偿模式,两侧系统均为限流模式;此外,两条线路的任一侧变流器故障、任一侧线路故障时,均可实现对电容器的有效隔离保护。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年08月12日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为:(1)LC电路是公知的滤波电路,选用LC电路进行滤波,属于公知常识;(2)对比文件2的图2b公开了发生短路故障时,断开T3,从而隔离电容,保护电容,根据对比文件2给出的启示,本领域技术人员容易想到设置开关,以便发生短路故障时,隔离电容;至于两条线路中共用一个电容,还是每条线路各设置一个电容,两个电容相互备用,均属于公知常识,本领域技术人员根据需要设置,而且本领域技术人员知晓,短路故障是偶尔发生的故障,也就是说,对比文件1公开的电路多数时间工作在电压补偿状态,偶尔工作在故障限流状态,对比文件1公开的电路本身就具有两种工作状态,根据实际的工况,选择各电路工作于电压补偿状态还是故障限流状态,属于公知常识;(3)虽然本申请限流模块与对比文件1和2均不完全相同,但是对比文件1和对比文件2结合能够得到本申请的限流模块;(4)对比文件2的说明书第35段公开了“短路故障时,可控管T1导通”,可见对比文件2已经给出了检测到短路故障时,通过开关接入限流模块的启示,因此,本领域技术人员容易想到设置开关Sa、Sb;(5)对比文件1公开了“实现两条馈线电压补偿、故障电流处理”;因而坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本申请进行审理。
在上述程序的基础上,合议组认为本申请事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段并未提交修改文件,本复审请求审查决定所针对的文本与驳回决定所针对的文本相同,即:申请日2018年06月05日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-62段、说明书附图图1-4以及2019年04月18日提交的权利要求第1-7项。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定,创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,该区别技术特征既不是本领域的公知常识,其他对比文件也未给出将上述区别技术特征应用到该最接近的对比文件以解决其存在的技术问题的启示,且上述区别技术特征的引入使得该权利要求的技术方案相对于上述现有技术而言具有有益的技术效果,则该权利要求所要保护的技术方案具备创造性。
本复审请求审查决定所引用的对比文件与驳回决定中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN 1874100A,公开日为2006年12月06日;
对比文件2:CN 106786643A,公开日为2017年05月31日;
其中,对比文件1作为与本申请最接近的现有技术。
2.1 独立权利要求1具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求1要求保护一种线间多功能故障电流限制系统,对比文件1公开了一种线间电压补偿型限流贮能电路,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第2页第3行至第5页第23行,图1-2):图1给出的原理图中,该电路连接于AC电力系统线路出口母线处,与n路并联的普通负载馈线通过n个连接变压器T1、T2、……、Tn相串联,若换流器输出电压等级与限流电压相匹配,则可以省略连接变压器;n个连接变压器分别连接 n个限流电感L1、L2、……、Ln以及n个换流器converter1、converter2、、、……、 convertern的交流侧端,n个换流器的直流侧端通过一个相同的直流电容C(相当于第一电容)连接,直流电容C同时连接电流调节器chopper的电压换流单元,电流调节器chopper的电流换流单元与超导线圈L(其和电流调节器合起来相当于限流模块)相连,其中超导线圈L可以为超导电感,亦可以是普通电感;
图2给出的应用实例中,该电路安装于AC电力系统(Power grid)线路出口母线(Bus)处,与负载(Load1、Load2)两路并联馈线串联,换流器converter是由G1、G2、G3、G4以及G5、G6、G7、G8组成的两组H桥,由图2可知,两组H桥分别通过变压器T2和T1连接至负载Load2和Load1的两路并联馈线,G1至G8各自反并联一个二极管D1至D8,G1、G2组成一个桥臂, G3、G4组成另一个桥臂,两个桥臂构成H桥换流器(相当于第一动态电压补偿模块);G5、G6组成一个桥臂, G7、G8组成另一个桥臂,两个桥臂构成H桥换流器(相当于第二动态电压补偿模块),两个H桥换流器的具体电路连接如图2所示;
系统正常运行时,流过超导线圈L的是一直流,几乎无损耗,并且超导线圈L中贮存着的电磁能可以通过电流调节器与系统进行功率交换,从而对系统进行有功与无功的控制,对系统运行进行各种稳态补偿,即:调节系统不对称,滤波,无功以及有功补偿以及调节系统潮流;
系统的一路馈线发生电压不平衡、谐波扰动时,正常运行馈线可以通过连接变压器、换流器和直流电容C向扰动馈线传输能量,维持扰动馈线的合格的电能质量(相当于若所述待控制电网的电压出现不平衡,控制所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT对所述待控制电网进行动态电压补偿);
系统的一路馈线发生短路故障时,故障线路的限流电感立即自动投入进行故障限流,限流的同时补偿出口母线的电压跌落,但未能使母线电压达到正常值,多组换流器的结构设计可以使多路馈线同时通过电流调节器吸收超导线圈L储存的能量用于补偿母线电压的跌落值,使母线电压补偿至正常值,保证未发生故障的馈线的母线电能质量。
因此,权利要求1与对比文件1相比,区别技术特征在于:第一滤波模块、第二滤波模块、第一开关、第二开关、第一开关管、第二开关管、第二超级电容、限流IGBT、卸能电阻及其在系统中的电路连接关系,且第一电容具体采用第一超级电容;若所述待控制电网正常运行,断开所述限流IGBT,其它器件均闭合,通过所述第一动态电压补偿模块对所述待控制电网进行动态电压补偿;若所述待控制电网的电压出现上升、下降或三相不平衡,控制所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT对所述待控制电网进行动态电压补偿;若检测到所述负载的电压与所述待控制电网的电压差值在第一预设范围之外,通过PI控制调节和定频滞环比较器分别获取所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT对应的开关信号,从而对所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所 述第四IGBT进行控制;若所述另一待控制电网正常运行,闭合所述第二开关,断开所述限流IGBT,通过所述第二动态电压补偿模块对所述另一待控制电网进行动态电压补偿;若所述待控制电网和所述另一待控制电网均正常运行,闭合所述第一开关和所述第二开关,闭合所述第一开关管和所述第二开关管,断开所述限流IGBT,通过所述第一动态电压补偿模块对所述待控制电网进行动态电压补偿,通过所述第二动态电压补偿模块对所述另一待控制电网进行动态电压补偿。基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题为:实现对两条馈线动态电压补偿和故障电流限制的灵活控制。
对比文件2公开了一种故障电流主动调控型限流系统及其控制方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第23-37段,图1-2)公开了:如图1所示,该系统采用三单相结构,三单相串联部分并于稳压电容C左侧,稳压电容C右侧连接PWM并联变流器;其中,三单相串联部分的每相由串联变压器T、LC滤波环节(电感L与电容C1)、DVR模块以及直流连接DC-link环节组成;DVR模块(相当于第一动态电压补偿模块)包括4个IGBT模块(IGBT模块里面包括D1-D4)、稳压电容和可控管Sa1、Sa2、Sa3、Sa4,通过串联变压器接入电网;由稳压电容C将三单相结构与PWM并联变流器连接起来,PWM并联变流器经输出滤波电感L2并网;串联变压器一次侧接电网,二次侧并联电容C1后串接电感L作为滤波器(相当于第一滤波模块)从而滤除高次谐波;三单相直流连接DC-link环节汇总于稳压电容C,三单相直流连接DC-link环节与PWM并联变流器共用稳压电容C; DC-link环节(相当于限流模块)由可控管T1(相当于限流开关)、T3(相当于第一开关)、限流电感L1、并接的耗能电阻rf、开关管T2和卸能二极管D5组成;
电网正常工况下,控制可控管T1关断,T3导通;此时DC-link环节断开,串联侧工作在DVR模式,并联侧工作在APF模式,整个装置等效为传统UPQC模式;
发生短路故障时,DC-link环节参与进行限流,控制可控管T1导通,T3关断,通过调节可控管T2导通占空比可等效调节限流阻抗大小,从而精确限制短路电流值,关断串联侧IGBT模块,串联侧工作在桥式限流器模式,并联侧工作在APF模式;
对应的控制方法按照以下步骤进行:步骤1,检测电网电流IS和电网电压US,未发生故障时,开关管T1断开,控制DVR模块的四个可控管Sa1、Sa2、Sa3、Sa4,系统等同于传统UPQC,实现动态电压补偿以及谐波无功电流治理;
步骤2,检测负载电流Ia,计算直流侧电容电压设定值与实际值之差,差值经过PI控制调节,得到有功电流分量计算的参数iup,iup与基波有功分量相加后进行dq0-abc同步变换,得到Ia有功分量大小Iaf;
步骤3,计算负载电流Ia与Iaf的差值IΔ,得到PWM并联变流器输出电流Ib与IΔ的偏差,偏差经PI控制调节后得PWM并联变流器的开关信号,实现电网电流Is谐波治理和无功补偿;
步骤4,检测到电网电压US暂升、暂降、三相不平衡问题,控制DVR模块的四个可控管Sa1、Sa2、Sa3、Sa4实现动态电压补偿;
步骤5,检测负载电压UL和串联变压器一次侧电压UT1,计算电网电压与负载电压的差值UΔ,差值UΔ与串联变压器一次侧电压UT1的偏差经PI控制调节,调节值经定频滞环比较器得到可控管Sa1、Sa2、Sa3、Sa4开关信号,从而实现负载电压对电网电压的实时跟踪;
步骤6,检测电网电流IS,判断电网短路故障情况,当短路电流超过动作值时,可控管Sa1、Sa2、Sa3、Sa4关断;控制开关管T3断开,导通可控管T1,串联变压器二次侧电压经不控整流桥D1-D4流经DC-link环节的卸放支路,限流电感进而耦合到原边线路以限制短路电流及其上升率;
步骤7,检测接地故障发生后,通过可控管T2的导通与关断,即控制耗能电阻rf在工频周期内投入电路时间的不同,一方面可避免耗能电阻rf持续导通带来的过热,一方面可调节DC-link环节及线路电流的大小,可实现线路故障电流大小的主动调节,且直流侧无过电压的冲击;
步骤8,短路故障消除后,控制开关管T3导通,T1关断,限流电感L1通过卸能二极管D5卸能,线路电流恢复正常运行状态,所提系统等同于传统UPQC。
由此可见,对比文件2公开了上述区别技术特征中的“第一滤波模块,其一端与待控制电网的一相连接,另一端与所述第一动态电压补偿模块的第二连接点连接,第一滤波模块包括第一滤波电感和第一滤波电容”、“第一开关;限流模块包括限流电感、限流开关和卸能电阻,所述第一动态电压补偿模块的一端与所述第一开关的一端、所述限流电感的一端连接,所述限流电感的另一端与所述第一动态电压补偿模块的另一端连接”、“若所述待控制电网正常运行,断开限流开关,其它器件均闭合,通过所述第一动态电压补偿模块对所述待控制电网进行动态电压补偿;若所述待控制电网的电压出现上升、下降或三相不平衡,控制所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT对所述待控制电网进行动态电压补偿;若检测到所述负载的电压与所述待控制电网的电压差值在第一预设范围之外,通过PI控制调节和定频滞环比较器分别获取所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT对应的开关信号,从而对所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT进行控制”,且其在对比文件2中所起的作用与其相应的技术特征在本申请中所起的作用相同,均为如何控制一条馈线进行动态电压补偿和故障电流限制,因此其给出了将上述第一滤波模块、限流模块、第一开关以及在电网正常运行、电网电压出现上升、下降或三相不平衡时的控制方式结合到对比文件1的技术启示。此外,对比文件1和2中的直流电容/稳压电容可具体采用超级电容、对比文件2中的限流开关也可采用IGBT来实现、对比文件2中的滤波器和DC-link环节的电路结构也可采用其他电路连接关系均为本领域技术人员根据实际情况或需要而进行的常规选择,属于本领域的常规技术手段。
对于上述区别技术特征中的“第一开关管、第二开关管、第二开关、第二超级电容”的相关技术特征以及“若所述另一待控制电网正常运行,闭合所述第二开关,断开所述限流IGBT,通过所述第二动态电压补偿模块对所述另一待控制电网进行动态电压补偿;若所述待控制电网和所述另一待控制电网均正常运行,闭合所述第一开关和所述第二开关,闭合所述第一开关管和所述第二开关管,断开所述限流IGBT,通过所述第一动态电压补偿模块对所述待控制电网进行动态电压补偿,通过所述第二动态电压补偿模块对所述另一待控制电网进行动态电压补偿”,其并未被对比文件2所公开,且对比文件1和2均未给出任何采用上述相关技术特征的技术启示,同时该区别技术特征也不属于本领域的公知常识,而正是由于上述区别技术特征的存在,使得本申请通过第一、二开关管以及第一、二开关的彼此配合操作,使得两侧超级电容互为备用;两条线路的任一侧变流器故障、任一侧线路故障时,均可实现对电容器的有效隔离保护;可对两条馈线进行独立、灵活地控制,使其具有以下更多的运行模态:左侧系统为电压补偿模式且右侧系统为限流模式,右侧系统为电压补偿模式且左侧系统为限流模式,两侧系统均为电压补偿模式,两侧系统均为限流模式;从而可实现“通过对限流模块及两条线路耦合关系地灵活控制以独立灵活控制两条馈线”的有益技术效果。
因此,权利要求1要求保护的方案相对于对比文件1、对比文件2以及本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步,因而具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.2 从属权利要求2-7具备专利法第22条第3款所规定的创造性
在独立权利要求1所要求保护的技术方案具备创造性的基础上,其从属权利要求2-7所要求保护的技术方案相对于对比文件1、对比文件2以及本领域公知常识的结合也都具有突出的实质性特点和显著的进步,因而也都具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
3、对驳回决定和前置审查相关意见的评述
驳回决定以及前置审查意见认为:对比文件1公开了“将共用的限流电路设置在对应两条线路的两个DVR之间,可对两条线路进行电压补偿或故障限流,具有电压补偿和故障限流两种工作状态”,对比文件2给出了“设置滤波器件、限流模块和第一开关,且在发生短路故障时,断开T3,导通T1,从而接入限流模块并隔离电容”的技术启示,而设置第一开关管以控制第一超级电容的连接或断开属于公知常识,因此在将对比文件2结合到对比文件1中时,本领域技术人员容易想到设置开关将两个DVR及相关电路进行连接以便发生短路故障时隔离电容,并且容易想到设置相同的第二动态电压补偿模块,且根据待控制电网和另一待控制电网的具体情况,将DVR接入或断开,从而选择各电路工作于电压补偿状态还是故障限流状态。
对此,合议组认为:本申请的电流限制系统连接于两条馈线之间,其中馈线1(图1-4中位于左侧,下称左侧)对应于一待控制电网及非线性负载1,馈线2(图1-4中位于右侧,下称右侧)对应于另一待控制电网和非线性负载2,该系统设置两个DVR模块和两个超级电容Ca、Cb以分别对应于以上两条馈线,并且设置一个共用的限流模块于两个DVR模块之间,为了独立、灵活地控制馈线1和馈线2,该系统还设置了与两个超级电容串联的两个开关管Ta1和Tb1以及分别设置在限流模块和两个DVR之间的两个开关Sa和Sb,通过对开关管Ta1和Tb1、开关Sa和Sb进行导通/关断的配合切换控制,可在以下两个待控制电网的多种工况下实现对应的多种运行模态:①两侧电网均正常时,Sa和Sb闭合,Ta1和Tb1导通,限流模块中的卸能电阻不接入电路,此时两侧系统均进行动态电压补偿;②左侧电网故障但右侧电网正常时,卸能电阻接入电路,Sa闭合,Ta1关断,Sb断开,Tb1导通,限流模块用于左侧系统,此时左侧系统进行故障限流,右侧系统进行动态电压补偿;③右侧电网故障但左侧电网正常时,卸能电阻接入电路,Sb闭合,Tb1关断,Sa断开,Ta1导通,限流模块用于右侧系统,此时右侧系统进行故障限流,左侧系统进行动态电压补偿;④两侧电网均故障时,卸能电阻接入电路,Sa和Sb闭合,Ta1和Tb1关断,两侧系统共用限流模块均进行故障限流;由此可对两条馈线进行独立、灵活地控制;此外两侧超级电容可互为备用,任一侧变流器或线路故障时,均可实现对超级电容的有效隔离保护。由此可见,本申请中的开关Sa和Sb、开关管Ta1和Tb1、超级电容Ca和Cb以及限流模块是彼此配合操作来共同实现上述功能和技术效果的,应将其作为一个整体而不能彼此割裂来考虑。
而对比文件1虽然公开了“将共用的限流电路设置在对应两条线路的两个DVR之间,可对两条线路进行电压补偿或故障限流,具有电压补偿和故障限流两种工作状态”,但其并未公开本申请的“开关Sa和Sb、开关管Ta1和Tb1、超级电容Cb”,因此其无法实现对两条线路的独立控制,无法像本申请那样对应不同工况可实现上述四种运行模式。对比文件2虽然公开了“限流模块和第一开关”,但对比文件仅用于单一馈线,且仅能实现左侧串联变流器的故障限流,其并未公开本申请的“开关Sb、开关管Ta1和Tb1、超级电容Cb”,因此其也无法像本申请那样对应不同工况可实现上述四种运行模式。因此对比文件1和2均未公开本申请的“开关Sb、开关管Ta1和Tb1、超级电容Cb”的相关技术特征,且均未给出任何的相关技术启示,同时上述相关技术特征彼此配合操作以共同实现上述功能和技术效果,应将其作为一个整体看待,而不能彼此割裂来考虑,因此上述相关技术特征也不属于本领域的公知常识,而正是由于上述技术特征的存在,使得本申请可实现“通过对限流模块及两条线路耦合关系地灵活控制以独立灵活控制两条馈线”的有益技术效果。
因此,合议组对于上述意见不予支持,本申请相对于目前的对比文件1、2以及本领域公知常识的结合具备创造性。
至于本申请是否存在不符合专利法及其实施细则的其他缺陷,留待原审查部门做进一步审查。
根据上述事实和理由,合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年05月13日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在申请日2018年06月05日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-62段、说明书附图图1-4以及2019年04月18日提交的权利要求第1-7项的基础上,对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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