[發(fā)明專利]用于調(diào)節(jié)低壓配電系統(tǒng)中的電壓的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710103563.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107134784A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.帕諾斯彥;P.T.B.維杰庫(kù)恩;S.施勒德;E-M.貝爾特萊因
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/12
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/12;H02B1/30;H02B1/20;H02B1/18;H02B1/04
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 鄭浩,姜甜

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明書(shū)的實(shí)施例一般涉及配電系統(tǒng)，以及更具體來(lái)說(shuō)涉及中壓和低壓配電系統(tǒng)中的電壓的調(diào)節(jié)。

背景技術(shù)

在最近的時(shí)期，由客戶對(duì)商業(yè)光電(PV)、住宅光電和電動(dòng)車(chē)輛(EV)的增加的使用導(dǎo)致了沿配電系統(tǒng)的饋線的電壓分布的波動(dòng)。相應(yīng)地，電壓調(diào)節(jié)裝置與配電系統(tǒng)的饋線結(jié)合用于避免沿饋線的電壓分布的波動(dòng)。通常，這些電壓調(diào)節(jié)裝置基于機(jī)械和/或電子有載分接開(kāi)關(guān)(OLTC)或者基于功率電子轉(zhuǎn)換器/逆變器。

常規(guī)地，機(jī)械OLTC用于高壓和中壓配電系統(tǒng)中。但是，雖然機(jī)械OLTC比較廉價(jià)，但是機(jī)械OLTC在低壓配電系統(tǒng)中不太適合。而且，配電系統(tǒng)中的大電壓波動(dòng)引起機(jī)械OLTC的過(guò)度操作，這又導(dǎo)致機(jī)械OLTC的增加的磨損。

近來(lái)，全電子或者電子輔助(混合)OLTC已經(jīng)用于配電系統(tǒng)中。這些OLTC能夠工作在較高切換頻率。此外，這些OLTC因沒(méi)有分接變換期間的電弧而具有較長(zhǎng)生存周期。但是，全電子或者電子輔助OLTC解決方案更為復(fù)雜。而且，雖然采用功率電子轉(zhuǎn)換器/逆變器的電壓調(diào)節(jié)裝置提供很高的靈活性和增強(qiáng)的功能性，但是這些電壓調(diào)節(jié)裝置的成本是極高的。

此外，與個(gè)別電壓調(diào)節(jié)裝置的成本相比，現(xiàn)有電壓調(diào)節(jié)裝置的安裝成本明顯要高。而且，當(dāng)新的PV裝備和電動(dòng)車(chē)輛連接到配電系統(tǒng)的饋線時(shí)，饋線遭遇離饋線的電壓的較高限制或較低限制的從大約±1%至大約±2%的范圍中的電壓違反。較大數(shù)量的新PV裝備或EV連接的使用導(dǎo)致饋線遭遇電壓違反的更高百分比。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商經(jīng)由使用更大電壓調(diào)節(jié)能力來(lái)解決電壓違反的問(wèn)題，以便避免將來(lái)的高安裝成本。因此，用于低壓配電系統(tǒng)的當(dāng)前可用的電壓調(diào)節(jié)裝置配置成提供從標(biāo)稱電壓的大約±6%至大約±10%的范圍中的電壓調(diào)節(jié)。但是，在大多數(shù)情況下，可能不要求電壓調(diào)節(jié)的這個(gè)高值。

發(fā)明內(nèi)容

按照本說(shuō)明書(shū)的方面，提供一種用于提供電壓調(diào)節(jié)的預(yù)期值的配電系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含至少一個(gè)功率源、至少一個(gè)接收器、配置成將至少一個(gè)功率源耦合到至少一個(gè)接收器的配電饋線。此外，該系統(tǒng)包含：多個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元，其耦合到配電饋線，其中多個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元的每個(gè)包含變壓器，其包含具有第一端和第二端的一次繞組以及具有第一端和第二端的二次繞組；以及至少一個(gè)開(kāi)關(guān)，耦合到變壓器的一次繞組，其中二次繞組的第一端經(jīng)由至少一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)耦合到一次繞組的第一和第二端的至少一個(gè)。

按照本說(shuō)明書(shū)的另一方面，提供一種操作配電系統(tǒng)以提供電壓調(diào)節(jié)的預(yù)期值的方法，其中配電系統(tǒng)包含配電饋線并且提出多個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元。該方法包含使用控制器來(lái)測(cè)量與沿配電饋線的一個(gè)或多個(gè)位置對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)電壓，其中配電饋線配置成將至少一個(gè)功率源耦合到至少一個(gè)接收器，以及其中多個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元的每個(gè)耦合到配電饋線，并且包含變壓器，其包含：具有第一端和第二端的一次繞組以及具有第一端和第二端的二次繞組；至少一個(gè)開(kāi)關(guān)，耦合到變壓器的一次繞組，其中二次繞組的第一端經(jīng)由至少一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)耦合到一次繞組的第一和第二端的至少一個(gè)。該方法還包含使用控制器將所測(cè)量的一個(gè)或多個(gè)電壓與對(duì)應(yīng)的所確定的閾值進(jìn)行比較。而且，該方法包含使用控制器基于該比較來(lái)確定至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的切換模式。此外，該方法包含使用控制器基于切換模式來(lái)調(diào)節(jié)沿配電饋線的一個(gè)或多個(gè)位置處的電壓，以提供電壓調(diào)節(jié)的預(yù)期值。

按照本說(shuō)明書(shū)的另一方面，一種配電外殼包含殼體，其包含一個(gè)或多個(gè)機(jī)架、一個(gè)或多個(gè)熔絲座、一個(gè)或多個(gè)電纜連接器、一個(gè)或多個(gè)匯流條或者其組合。此外，至少一個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元設(shè)置在殼體中，其中至少一個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元與至少一個(gè)其他模塊化電壓調(diào)節(jié)單元串聯(lián)耦合，其中至少一個(gè)其他模塊化電壓調(diào)節(jié)單元設(shè)置在殼體之內(nèi)或者殼體外部，以及其中至少一個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元包含變壓器，其包含：具有第一端和第二端的一次繞組以及具有第一端和第二端的二次繞組；以及至少一個(gè)開(kāi)關(guān)，耦合到變壓器的一次繞組，其中二次繞組的第一端經(jīng)由至少一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)耦合到一次繞組的第一和第二端的至少一個(gè)。

本發(fā)明提供一組技術(shù)方案,如下:

1. 一種用于提供電壓調(diào)節(jié)的預(yù)期值的配電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括；

至少一個(gè)功率源；

至少一個(gè)接收器；

配電饋線，配置成將所述至少一個(gè)功率源耦合到所述至少一個(gè)接收器；

多個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元，耦合到所述配電饋線，其中所述多個(gè)模塊化電壓調(diào)節(jié)單元的每個(gè)包括：

變壓器，包括具有第一端和第二端的一次繞組以及具有第一端和第二端的二次繞組；以及