[發明專利]電能質量綜合治理和功率優化的能量路由器的控制方法

有效

• 申請號: 201810105938.8
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108242813B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 馮麗娜;韓克俊;談翀;王永剛;仇輝;高立東;劉汝峰;曹興生;時培征;焉媛媛;邵會朋;李象軍
• 申請（專利權）人: 山東電力設備有限公司;山東輸變電設備有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/12
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻;張平平

電能質量綜合治理和功率優化的能量路由器，包括串聯變壓器、網側隔離變換器、負載側變換器、功能切換開關S_i和集中控制器。本發明提供了一種將統一電能質量控制器和功率優化功能集成于一體的新型低壓能量路由器及其控制方法，通過設置在智能配電網的網側高壓交流母線和負載側低壓交流母線之間的新型低壓能量路由器實現，該控制方法根據檢測單元提供的采樣信號，判斷故障情況，進行功能選擇，生成控制指令并進行控制,以最小的硬件成本，實現了電能質量綜合治理和功率優化功能，廣泛應用于工廠、企業、家庭和學校等場所。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種將統一電能質量控制器(UPQC，Universal Power Quality Controller)和能量路由器功能集成于一體的用于智能配電網電能質量綜合治理和功率優化的新型低壓能量路由器的控制方法。

背景技術

為了滿足用戶對供電可靠性、電能質量的要求，滿足分布式電源的大規模應用，傳統配電網的功能亟待改善，智能配電網是堅強智能電網的基石，堅強在特高壓，智能在配電網。

統一電能質量控制器將串聯變流器和并聯變流器通過公用直流母線進行連接，同時解決供電系統的電壓電能質量問題和負載產生的電流質量問題。其中，串聯變流器解決電網側電壓的跌落、諧波等電壓電能質量問題，并聯變流器解決負載諧波和無功電流等電流質量問題，兩者可獨立運行，也可協同運行。

能量路由器是智能配電網的關鍵設備，具有電壓變換、能量雙向流動，為分布式電源提供與電網和負載進行能量交換的接口，實現能量管理和潮流控制等功能。能量路由器作為一種電力電子裝置目前各國正處于理論研究和樣機試制階段，尚無成熟產品推廣應用。

智能配電網中電能質量綜合治理和能量路由器的應用需求是同時存在的，但目前大部分研究都將統一電能質量控制器和能量路由器作為單獨的電力電子裝置進行研究。若將統一電能質量控制器和能量路由器的功能集成在一套電力電子裝置中，將極大節省場地投資和硬件成本。

發明內容

本發明提供了一種將統一電能質量控制器和功率優化功能集成于一體的新型低壓能量路由器的控制方法。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

電能質量綜合治理和功率優化的能量路由器，包括串聯變壓器、網側隔離變換器、負載側變換器、功能切換開關S_i和集中控制器；

所述的串聯變壓器的原邊連接于智能配電網的網側高壓交流母線與負載側低壓交流母線之間；

所述的網側隔離變換器通過低壓直流母線與負載側變換器連接，且低壓直流母線通過儲能系統連接至分布式電源；

所述的功能切換開關S_i包括電源切換開關S₁、串聯變壓器切換開關S₂、網側串聯切換開關S₃、網側并聯切換開關S₄、負載側并聯切換開關S₅和串聯變壓器線路投切開關S₆，其中，電源切換開關S₁連接于智能配電網的網側高壓交流母線與公共連接點PCC之間，公共連接點PCC(Point of Common Coupling)即串聯變壓器的原邊網側連接端，串聯變壓器切換開關S₂與串聯變壓器的原邊并聯，用于控制串聯變壓器接入或切出智能配電網，網側串聯切換開關S₃連接于串聯變壓器的副邊與網側隔離變換器之間，網側并聯切換開關S₄連接于公共連接點PCC與網側隔離變換器之間，負載側并聯切換開關S₅連接于負載側變換器與負載側低壓交流母線之間，串聯變壓器線路投切開關S₆位于串聯變壓器原邊兩路出線端子與線路之間，用于將串聯變壓器原邊接入線路；