[發(fā)明專利]基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710002146.3
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106786585A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 徐斌;朱明星;金煒;盛萬興;謝輝;王劉芳;李洋;高敏;潘巖;丁津津;羅亞橋;胡翀;計長安;石磊;洪偉;鄭國強;林哲敏;高博;謝毓廣;張旭昶;劉星;夏勇
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司;中國電力科學研究院;安徽大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02J3/26;H02J3/24
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙)33213
• 代理人: 吳秉中

1.基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化裝置，應用于低壓臺區(qū)連接有扶貧光伏裝置的農(nóng)網(wǎng)，其特征在于，包括：

電能質(zhì)量協(xié)調(diào)控制器，其連接在所述農(nóng)網(wǎng)低壓臺區(qū)總進線位置的ABC三相，檢測ABC三相的電能質(zhì)量，并發(fā)送所述電能質(zhì)量信息；

單相電能質(zhì)量治理裝置，包括IGBT開關(guān)器件構(gòu)成的逆變電路和控制電路，所述逆變電路的直流側(cè)連接一儲能裝置，所述逆變電路的交流側(cè)連接ABC三相中的一相線和零線，控制電路與逆變電路的交流側(cè)連接的ABC三相中一相以及零線連接，檢測接入點的電能質(zhì)量信息，同時接收所述電能質(zhì)量協(xié)調(diào)控制器發(fā)送的電能質(zhì)量信息，控制所述IGBT開關(guān)器件進行電流輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化裝置，其特征在于：所述單相電能質(zhì)量治理裝置至少為3個，分別與ABC三相中的每一相和零線對應連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化裝置，其特征在于：所述單相電能質(zhì)量治理裝置，設置在所述農(nóng)網(wǎng)低壓臺區(qū)供電線路距離總進線1/2至2/3處。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化裝置，其特征在于：所述電能質(zhì)量協(xié)調(diào)控制器檢測并發(fā)送的電能質(zhì)量信息，包括無功功率信息和三相不平衡信息。

5.基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化方法，采用權(quán)利要求1至4任一所述基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化裝置，其特征在于，包括：

1)確定單相電能質(zhì)量治理裝置需要具備的控制功能模塊；

2)根據(jù)農(nóng)網(wǎng)低壓臺區(qū)配電網(wǎng)電能質(zhì)量指標的含量，所述單相電能質(zhì)量治理裝置的控制功能，計算單相電能質(zhì)量治理裝置的補償電流或補償容量；

3)電能質(zhì)量協(xié)調(diào)控制器檢測ABC三相的電能質(zhì)量，并發(fā)送電能質(zhì)量信息至控制電路，控制電路控制所述IGBT開關(guān)器件的開關(guān)，進而控制單相電能質(zhì)量治理裝置是否向所述農(nóng)網(wǎng)進行補償，實現(xiàn)對農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化方法，其特征在于：單相電能質(zhì)量治理裝置需要具備的控制功能模塊，通過以下內(nèi)容的一項或者一項以上組合確定：

1)光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；

2)光扶貧農(nóng)網(wǎng)的系統(tǒng)參數(shù)；

3)光扶貧農(nóng)網(wǎng)的負荷類型；

4)光扶貧農(nóng)網(wǎng)現(xiàn)有存在的電能質(zhì)量問題。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化方法，其特征在于：農(nóng)網(wǎng)低壓臺區(qū)配電網(wǎng)各電能質(zhì)量指標的含量，包括：單相電能質(zhì)量治理裝置在農(nóng)網(wǎng)接入點的諧波含量、無功功率含量、三相負荷電流所指代的三相不平衡含量和農(nóng)網(wǎng)接入扶貧光伏裝置的最大發(fā)電功率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述單相電能質(zhì)量治理裝置在農(nóng)網(wǎng)接入點的諧波含量和無功功率含量，通過直接測量或者估算獲?。?/p>

或者，所述單相電能質(zhì)量治理裝置在農(nóng)網(wǎng)接入點的諧波含量通過接入點的最大負荷容量、用電設備的電流總諧波畸變率和諧波補償率進行估算；

或者，所述無功功率含量通過各相的最大負荷有功功率、無功補償前后的功率因數(shù)進行估算。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化方法，其特征在于：單相電能質(zhì)量治理裝置的補償電流其中，I_H為單相電能質(zhì)量治理裝置在農(nóng)網(wǎng)接入點的諧波含量所需的諧波補償電流，I_Q為電能質(zhì)量治理裝置針對無功功率含量所需的無功補償電流，三相不平衡所需的補償電流I_ε，I_P為農(nóng)網(wǎng)接入扶貧光伏裝置的最大發(fā)電功率，所需的有功補償電流；

單相電能質(zhì)量治理裝置的補償容量其中U_N是單相電能質(zhì)量治理裝置接入點的標稱線電壓，I_PQ為單相電能質(zhì)量治理裝置的補償電流。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于協(xié)同自治的光伏扶貧農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量優(yōu)化方法，其特征在于：所述農(nóng)網(wǎng)的供電末端的電壓控制在198V至235V，當單相電能質(zhì)量治理裝置接入點的母線電壓低于205V時，控制電路控制IGBT開關(guān)器件開關(guān)使得儲能裝置開始放電；當單相電能質(zhì)量治理裝置接入點的母線電壓高于230V時，控制電路控制IGBT開關(guān)器件開關(guān)使得儲能裝置開始充電；

或者，電能質(zhì)量協(xié)調(diào)控制器檢測到三相電流不平衡時，向控制電路發(fā)送三相不平衡補償電流指標，進而將計算的不平衡電流分配給單相電能質(zhì)量治理裝置。

或者，電能質(zhì)量協(xié)調(diào)控制器檢測到農(nóng)網(wǎng)低壓臺區(qū)總進線的供電功率因數(shù)小于0.98時，向控制電路發(fā)送無功補償電流指標，進而將計算的無功補償電流分配給單相電能質(zhì)量治理裝置。