[發明專利]用于配電臺區的低壓電能質量的綜合治理裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202010384416.3
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111404175B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 萬代;余斌;黎剛;朱光明;齊飛;周恒逸;朱吉然;由凱;段緒金;陸新潔;胡彬;陶莉
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01;H02J3/32
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 鄧宇

本發明公開了用于配電臺區的低壓電能質量的綜合治理裝置及方法，該綜合治理裝置包括：串聯于所述配電臺區低壓線路上的第一控制開關以及并聯于所述第一控制開關兩側的調制電路；所述調制電路包括依次串聯的AC?DC雙向整流單元、DC?DC雙向升/降壓單元、DC?AC逆變單元和第三控制開關，所述DC?DC雙向升/降壓單元還與儲能單元連接；所述綜合治理裝置還包括分別與所述第一控制開關、AC?DC雙向整流單元、DC?AC逆變單元、第三控制開關以及儲能單元連接的控制單元；本發明一是能提升用戶側低電壓的標準值；二是能在配電變壓器發生過載情況時，補充低壓配電網電能缺口，解決配電變壓器過載問題，避免配電變壓器過載燒損，并消除電路中的諧波等非線性污染。

技術領域

本發明涉及配電網低壓電能質量治理領域，具體涉及利用分布式儲能與mosfit(Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor，金屬-氧化物半導體場效應晶體管)/IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)電力電子集成電路對380V/220V低壓配電網的電壓、電流、無功等電能質量參數進行治理的用于配電臺區的低壓電能質量的綜合治理裝置及控制方法。

背景技術

隨著國民經濟的快速發展，人們生活水平的不斷提升，急劇增長的用電需求與緩慢提升的供電能力、相對落后的設備水平之間的矛盾日益凸顯，主要體現在以下幾方面：

一是在夏冬等負荷高峰期，大量配電變壓器處于過載運行狀態，存在極大的設備損毀、故障停電風險；以及配電變壓器負荷過重、供電能力不足，引起用戶處低電壓。

二是大量農村地區居民住戶位置分散，使得配電臺區低壓迂回供電，低壓線路過長、過細產生的壓降和附加損耗，導致末端用戶出現嚴重低電壓現象。

三是隨著居民生活質量提高，大量使用大功率空調、微波爐、冰箱等非線性負荷，導致低壓線路上的無功沖擊大、諧波污染多，從而進一步降低居民用電質量。

目前解決上述問題的方式普遍是通過配電臺區增容、補點、加裝臺區側無功補償裝置進行治理。對配電臺區進行增容補點投資規模較大，且容易產生大量日常輕載配電變壓器，經濟性較差。因此，如何實現配電臺區低壓電能質量的經濟、高效、精準治理成為目前的重點和難點研究問題。

發明內容

本發明提供了用于配電臺區的低壓電能質量的綜合治理裝置及控制方法，用以解決目前的綜合治理裝置對低壓用戶側電能質量治理效果不好、經濟性差的缺點。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用于配電臺區的低壓電能質量的綜合治理裝置，包括：串聯于配電臺區低壓線路上的第一控制開關以及并聯于第一控制開關兩側的調制電路；調制電路包括依次串聯的AC-DC雙向整流單元、DC-DC雙向升/降壓單元、DC-AC逆變單元和第三控制開關，DC-DC雙向升/降壓單元還與儲能單元連接；

綜合治理裝置還包括分別與第一控制開關、AC-DC雙向整流單元、DC-AC逆變單元、第三控制開關以及儲能單元連接的控制單元；

控制單元，用于在低壓線路處于低壓狀態，且配電臺區的配電變壓器過載時，斷開第一控制開關，閉合第三控制開關，使AC-DC雙向整流單元、DC-DC雙向升/降壓單元、DC-AC逆變單元以及儲能單元接入低壓線路，以使綜合治理裝置進入第一工作模式；還用于在低壓線路處于低壓狀態，但配電臺區的配電變壓器未過載時，斷開第一控制開關，閉合第三控制開關，關閉儲能單元，使AC-DC雙向整流單元、DC-DC雙向升/降壓單元以及DC-AC逆變單元接入低壓線路，以使綜合治理裝置進入第二工作模式；還用于在低壓線路處于常壓狀態，但配電臺區的配電變壓器過載時，閉合第一控制開關，斷開第三控制開關，使AC-DC雙向整流單元、DC-DC雙向升/降壓單元以及將儲能單元接入低壓線路中，以使綜合治理裝置處于第三工作模式。