[發(fā)明專利]電壓控制裝置及電壓監(jiān)視設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380079119.6
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN105493382B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 板屋伸彥
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 胡秋瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制配電系統(tǒng)的電壓的電壓控制裝置及電壓監(jiān)視設(shè)備。

背景技術(shù)

配電系統(tǒng)一般包含高壓系統(tǒng)(通常為6600V)和低壓系統(tǒng)(例如100V～200V)而構(gòu)成，一般家庭的受電端與該低壓系統(tǒng)相連接。電力公司負有將一般家庭的受電端上的電壓維持在適當(dāng)范圍內(nèi)(例如在接受100V供電的情況下，將該電壓維持在95V～107V)的義務(wù)。為此，電力公司通過調(diào)整連接至高壓系統(tǒng)的電壓控制設(shè)備(例如，LRT(Load Ratio Control Transformer：帶負載時分接切換器的變壓器)或SVR(Step Voltage Regulator：階躍電壓調(diào)整器)等)的控制量來力圖維持一般家庭的受電端上的電壓。另外，電壓控制設(shè)備由與其一體化或與其同時設(shè)置的電壓控制裝置來控制其電壓。

LRT或SVR等變壓器型的電壓控制設(shè)備利用基于LDC(Line Drop Compensator：線路壓降補償)控制的分接(tap)操作來改變負載側(cè)電壓，設(shè)置的目的是為了將負載側(cè)全域的電壓控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。這里，LDC控制是指，利用由電壓控制設(shè)備測量到的電壓以及電流信息，基于電流越大則配電線末端的電壓越低的推定，來計算用于將負載側(cè)全域的電壓控制在適當(dāng)范圍內(nèi)的恰當(dāng)?shù)呢撦d側(cè)電壓。另外，為了防止設(shè)備磨損，通常需要將變壓器型電壓控制設(shè)備的分接位置的變更抑制在平均一天30次以下。

然而，LDC控制的前提是配電系統(tǒng)的負載分布均勻，即，配電系統(tǒng)各點上的電壓隨著時間的推移向同一方向變化。然而，近年來，由于電力的使用方式的多樣化、以及基于太陽能發(fā)電等的分布式電源的普及等，配電系統(tǒng)的負載分布隨著時間經(jīng)過而趨于非均勻地發(fā)生大幅變動，因此，僅靠電壓控制設(shè)備測量到的電壓和電流信息難以推定整個配電系統(tǒng)的電壓狀況，維持適當(dāng)?shù)碾妷撼蔀橐粋€問題。

因此，提出了如下這種結(jié)構(gòu)：將配電系統(tǒng)各點上的電壓和電流的測量信息經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)匯集到所謂的中央裝置(集中電壓控制裝置)來統(tǒng)一掌握，并由中央裝置(集中電壓控制裝置)向各電壓控制裝置指示目標(biāo)電壓(例如參照專利文獻1)。

此外，為了應(yīng)對伴隨云層流動所引起的太陽能發(fā)電量變化而產(chǎn)生的電壓的急劇變動，也對將SVC(Static Var Compensator：靜止型無功功率補償裝置)或太陽能發(fā)電用等的功率調(diào)節(jié)器(下面稱為“PCS(Power Conditioning System：功率調(diào)節(jié)系統(tǒng))”)等無功功率調(diào)整型電壓控制設(shè)備應(yīng)用到配電系統(tǒng)中進行了探討。對于無功功率調(diào)整型電壓控制設(shè)備，若容量(VA)變大，則成本和設(shè)置場所也變大，因此在配電系統(tǒng)中，單個設(shè)備并不適合應(yīng)對較大的電壓變動，其基本使用方式為吸收以秒為單位的電壓變動。

然而，即使是小容量，也希望通過由中央裝置(集中電壓控制裝置)使多個無功功率調(diào)整型電壓控制設(shè)備進行協(xié)同動作，從而也能應(yīng)對例如1分鐘以上的時間級別的大電壓變動。例如，若太陽能發(fā)電中必須使用PCS，則也希望通過對多個PCS活用這種協(xié)同控制，從而無需另行設(shè)置SVC等電壓問題的附加對策。

由此，在一個配電線上設(shè)置有多個電壓控制設(shè)備的狀況下，為了實現(xiàn)電壓控制設(shè)備間的協(xié)同動作，也希望將如下結(jié)構(gòu)應(yīng)用到配電系統(tǒng)中：即，在由中央裝置(集中電壓控制裝置)掌握整個配電系統(tǒng)的電壓狀況的基礎(chǔ)上，由中央裝置(集中電壓控制裝置)向各電壓控制裝置發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶睢?/p>

然而，由于中央裝置(集中電壓控制裝置)需要定期收集配電系統(tǒng)各點上的電壓以及電流信息，其信息量較為龐大，因此為了應(yīng)對數(shù)十秒～數(shù)分鐘內(nèi)有較大的電壓變動的情況，需要光等高速通信網(wǎng)絡(luò)。此外，還需要在中央裝置(集中電壓控制裝置)中設(shè)置高速服務(wù)器等。另外，需要確保、運營并維護中央裝置(集中電壓控制裝置)的設(shè)置場所，并根據(jù)電壓控制設(shè)備等設(shè)備的變更來變更設(shè)備，在導(dǎo)入時，需要規(guī)模利益，例如幾乎需要對每個都道府縣設(shè)置系統(tǒng)。

另一方面，實際上需要采用使用了中央裝置(集中電壓控制裝置)的集中電壓控制的配電系統(tǒng)目前并不多，即使預(yù)測今后20年會增加相當(dāng)一部分，但預(yù)計其占整個配電系統(tǒng)的比例仍然只是一部分。

因此，需要一種不使用中央裝置(集中電壓控制裝置)以及高速通信網(wǎng)絡(luò)，而能從小規(guī)模開始，即使達到大規(guī)模也能使用，并且運營維護成本較小的電壓控制方式。作為該方法，考慮通過以較少的信息量在多個電壓控制裝置之間進行通信、從而實現(xiàn)電壓控制裝置間的協(xié)同動作的自主協(xié)同型配電系統(tǒng)電壓控制裝置。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平11-289663號公報