[發(fā)明專利]一種低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910958432.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN110854867A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉標(biāo);徐勇;向運(yùn)琨;陳宏;羅志坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/26;H02J3/01
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括無(wú)源無(wú)功補(bǔ)償單元（1）和多個(gè)多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2），所述無(wú)源無(wú)功補(bǔ)償單元（1）包括無(wú)源共補(bǔ)型電容器，以及分補(bǔ)型電容器、相間跨接式電容器兩者中的一種或者兩種，所述多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2）、無(wú)源共補(bǔ)型電容器、分補(bǔ)型電容器、相間跨接式電容器分別與配電網(wǎng)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2）包括相互連接的功率變換單元和儲(chǔ)能電容器組，所述功率變換單元的直流側(cè)與儲(chǔ)能電容器相連、交流側(cè)三個(gè)輸出端并網(wǎng)連接低壓配電網(wǎng)線路中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述功率變換單元為二極管鉗位三電平三相橋式功率變換單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述二極管鉗位三電平三相橋式功率變換單元的直流母線中點(diǎn)與配電網(wǎng) N線連接，且交流側(cè)三個(gè)輸出端分別通過逆變電感器、濾波電感器并網(wǎng)連接低壓配電網(wǎng)線路中，所述二極管鉗位三電平三相橋式功率變換單元的并網(wǎng)端和與配電網(wǎng) N線之間并聯(lián)布置有LCL型濾波網(wǎng)絡(luò)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述LCL型濾波網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的濾波支路與電容器支路，所述濾波支路包括串聯(lián)連接的電感器和電容器，所述電容器支路包括串聯(lián)連接的電容器和阻尼電阻，所述并聯(lián)的濾波支路與電容器支路一端和配電網(wǎng)線路中的對(duì)應(yīng)相線路相連、另一端和配電網(wǎng) N線連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2）包括并聯(lián)布置在電能替代元件與配電網(wǎng)相連的支路上的第一多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元、以及直接連接在配電網(wǎng)線路上的第二多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)源共補(bǔ)型電容器采用配電網(wǎng)A、B、C相之間角接方式連接，三相之間的電容器同步投入切除；所述分補(bǔ)型電容器兩端連接于配電網(wǎng)A、B、C各相與中性線N之間且具備獨(dú)立控制投切各電容器的功能；所述相間跨接式電容器兩端跨接于配電網(wǎng)A、B、C兩相之間且具備獨(dú)立控制投切各電容器的功能。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，還包括系統(tǒng)優(yōu)化控制器（3），所述無(wú)源無(wú)功補(bǔ)償單元（1）的投切控制端以及多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2）的控制端分別與系統(tǒng)優(yōu)化控制器（3）相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)優(yōu)化控制器（3）包括依次相連的采樣單元、運(yùn)算單元、控制單元以及通訊單元，所述采樣單元采集配電網(wǎng)的三相電流電壓數(shù)據(jù)并輸出給運(yùn)算單元，所述運(yùn)算單元根據(jù)配電網(wǎng)的三相電流電壓數(shù)據(jù)計(jì)算出功率因數(shù)、三相不平衡度以及各次諧波電流，所述控制單元根據(jù)運(yùn)算單元輸出結(jié)果生成控制參數(shù)分別控制多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2）、無(wú)源共補(bǔ)型電容器、分補(bǔ)型電容器、相間跨接式電容器的工作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化。

10.一種權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述的低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于實(shí)施步驟包括：

1）采集配電網(wǎng)的電流、電壓；

2）根據(jù)配電網(wǎng)的電流、電壓分別計(jì)算出配電網(wǎng)的功率因數(shù)、三相不平衡度以及各次諧波電流的諧波電流畸變率；

3）如果功率因數(shù)、三相不平衡度、諧波電流畸變率均合格，則判定不需要進(jìn)行低壓配網(wǎng)電能替代場(chǎng)景的電能質(zhì)量綜合優(yōu)化；如果功率因數(shù)合格且三相不平衡度或諧波電流畸變率不合格，由多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2）補(bǔ)償治理；如果功率因數(shù)不合格且三相不平衡度合格，優(yōu)先投入無(wú)源共補(bǔ)型電容器，剩余容量由多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2）補(bǔ)償治理；如果功率因數(shù)不合格且三相不平衡度不合格，優(yōu)先投入分補(bǔ)型電容器或者相間跨接式電容器，剩余容量由多目標(biāo)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化單元（2）補(bǔ)償治理。