[發明專利]一種基于儲能模塊和逆變器供電的線路電壓補償系統

在審

• 申請號: 202010596625.4
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111668849A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 徐國卿;武慧莉
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/32;H02J3/01;H02J3/26;H02J3/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

本發明公開了一種基于儲能模塊和逆變器供電的線路電壓補償系統。該系統包括：補償逆變器模塊，補償變壓器，儲能與變換模塊以及集成控制通訊模塊。本發明通過補償逆變器模塊產生幅值、相位可控的電壓，注入至輸電線路中實現全相電壓補償。本發明與具有無功、諧波、三相不平衡補償功能的SVG裝置結合使用，可以實現配電線路的電壓和電能質量綜合補償，有效延伸供電半徑；本發明針對限制可控串聯補償裝置廣泛應用的直流側能量來源問題設計了儲能與變換模塊并聯至供電線路中，不僅能夠實現電網峰谷負荷平衡的調節，還能夠作為補償逆變器模塊的能量提取電路，為電壓補償過程提供穩定充足的能量來源支撐。

技術領域

本發明涉及供電或配電領域，特別是涉及一種基于儲能模塊和逆變器供電的線路電壓補償系統。

背景技術

負荷分散地區的電網建設經濟效益差、投入產出比低是全世界電網公司普遍面對的問題，如何以較經濟的方式為負荷分散地區的人口提供適合的供電服務，成為世界性的熱點議題。隨著中國內蒙古、甘肅、新疆以及沿海新能源電場的逐步開發建設，風電、光伏發電已成為社會提倡的一種新型環保能源供給方案，但因新能源電力自身的波動性、間歇性和電網的消納能力，導致分布式發電系統的實際應用受限和“棄風棄光”現象發生。電力用戶的生活習慣導致負荷功率波動較大，存在陡升陡降現象，負荷分散、電力傳輸距離長更容易出現線路末端供電電壓偏低、電能質量不合格等問題，而目前已投入應用的以改善配網電壓質量為目的可有效延伸供電半徑的高性能先進設備較少且效果欠佳，因此亟需通過技術手段來經濟有效地延伸負荷稀疏地區供電服務半徑。

電壓跌落是造成負荷分散地區造成供電半徑受限的根本原因之一，因此通過技術手段改善配網電壓質量問題是有效延伸供電半徑的關鍵技術之一。隨著電力電子技術的高速發展，可控串并聯補償裝置成為了研究與應用領域的熱點。基于有源逆變原理，通過電力電子變換器向電網注入幅值、相位可控的電壓是實現電壓補償主要方式之一，但此方式必然需要有大量的能量來源支撐，尤其是在負荷分散的供配電網絡中，負荷高峰時段負荷所需電流大，電壓跌落嚴重且持續時間較長，若想實現補償性能最優的全相電壓補償(也稱完全電壓補償)，即希望其與未發生跌落前電壓一致，需要大量的能量支撐，僅依靠直流側電容的容量并不足以支撐，且所需容量越大設備的制造和運行費用越高，因此現階段大部分的可控串并聯補償設備其直流側能量來源仍然是限制其大規模應用的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是提供了一種基于儲能模塊和逆變器供電的線路電壓補償系統，用以解決電壓補償過程中能量需求大的問題，同時具有負荷峰谷平衡的調節的功能。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于儲能模塊和逆變器供電的線路電壓補償系統，包括：補償逆變器模塊，補償變壓器，儲能與變換模塊以及集成控制通訊模塊；

補償逆變器模塊通過閉環控制產生幅值和相位可控的補償電壓并輸出至所述補償變壓器的一次側繞組；

所述補償變壓器的二次側繞組串聯于供電線路中，所述補償變壓器的一次側繞組與所述補償逆變器模塊的交流側輸出端相連，所述補償變壓器用于將所述補償電壓耦合至供電線路中，實現電壓補償；

所述儲能與變換模塊并聯于供電線路中，所述儲能與變換模塊的直流輸出端口與所述補償逆變器模塊的直流側輸入端相連，用于為所述補償逆變器模塊提供能量來源以及實現電網峰谷平衡調節；

所述集成控制通訊模塊與供電線路、所述補償逆變器模塊以及所述儲能與變換模塊相連，用于檢測以及處理供電線路的電壓電流信息，并輸出至所述補償逆變器模塊和所述儲能與變換模塊中，同時實現所述補償逆變器模塊和儲能與變換模塊之間的通訊。

可選的，所述補償逆變器模塊包括：電壓發生器和第一控制單元；