【技术实现步骤摘要】
电能质量综合治理和功率优化的能量路由器
本技术属于电力电子
,具体涉及一种将统一电能质量控制器(UPQC,UniversalPowerQualityController)和能量路由器功能集成于一体的用于智能配电网电能质量综合治理和功率优化的新型低压能量路由器。
技术介绍
为了满足用户对供电可靠性、电能质量的要求,满足分布式电源的大规模应用,传统配电网的功能亟待改善,智能配电网是坚强智能电网的基石,坚强在特高压,智能在配电网。统一电能质量控制器将串联变流器和并联变流器通过公用直流母线进行连接,同时解决供电系统的电压电能质量问题和负载产生的电流质量问题。其中,串联变流器解决电网侧电压的跌落、谐波等电压电能质量问题,并联变流器解决负载谐波和无功电流等电流质量问题,两者可独立运行,也可协同运行。能量路由器是智能配电网的关键设备,具有电压变换、能量双向流动,为分布式电源提供与电网和负载进行能量交换的接口,实现能量管理和潮流控制等功能。能量路由器作为一种电力电子装置目前各国正处于理论研究和样机试制阶段,尚无成熟产品推广应用。智能配电网中电能质量综合治理和能量路由器的应用需求是同时存在的,但目前大部分研究都将统一电能质量控制器和能量路由器作为单独的电力电子装置进行研究。若将统一电能质量控制器和能量路由器的功能集成在一套电力电子装置中,将极大节省场地投资和硬件成本。
技术实现思路
本技术提供了一种将统一电能质量控制器和功率优化功能集成于一体的新型低压能量路由器。为解决上述问题,本技术采用的技术方案为:电能质量综合治理和功率优化的能量路由器,包括串联变压器、网侧隔离变换器 ...
【技术保护点】
1.电能质量综合治理和功率优化的能量路由器,其特征在于:包括串联变压器(4)、网侧隔离变换器(7)、负载侧变换器(9)、功能切换开关Si和集中控制器(12);所述的串联变压器(4)的原边连接于智能配电网的网侧高压交流母线(1)与负载侧低压交流母线(13)之间;所述的网侧隔离变换器(7)通过低压直流母线(10)与负载侧变换器(9)连接,且低压直流母线(10)通过储能系统连接至分布式电源;所述的功能切换开关Si包括电源切换开关S1(2)、串联变压器切换开关S2(3)、网侧串联切换开关S3(5)、网侧并联切换开关S4(6)、负载侧并联切换开关S5(11)和串联变压器线路投切开关S6,其中,电源切换开关S1(2)连接于智能配电网的网侧高压交流母线(1)与公共连接点PCC之间,串联变压器切换开关S2(3)与串联变压器(4)的原边并联,网侧串联切换开关S3(5)连接于串联变压器(4)的副边与网侧隔离变换器(7)之间,网侧并联切换开关S4(6)连接于公共连接点PCC与网侧隔离变换器(7)之间,负载侧并联切换开关S5(11)连接于负载侧变换器(9)与负载侧低压交流母线(13)之间,串联变压器线路投切开 ...
【技术特征摘要】
1.电能质量综合治理和功率优化的能量路由器,其特征在于:包括串联变压器(4)、网侧隔离变换器(7)、负载侧变换器(9)、功能切换开关Si和集中控制器(12);所述的串联变压器(4)的原边连接于智能配电网的网侧高压交流母线(1)与负载侧低压交流母线(13)之间;所述的网侧隔离变换器(7)通过低压直流母线(10)与负载侧变换器(9)连接,且低压直流母线(10)通过储能系统连接至分布式电源;所述的功能切换开关Si包括电源切换开关S1(2)、串联变压器切换开关S2(3)、网侧串联切换开关S3(5)、网侧并联切换开关S4(6)、负载侧并联切换开关S5(11)和串联变压器线路投切开关S6,其中,电源切换开关S1(2)连接于智能配电网的网侧高压交流母线(1)与公共连接点PCC之间,串联变压器切换开关S2(3)与串联变压器(4)的原边并联,网侧串联切换开关S3(5)连接于串联变压器(4)的副边与网侧隔离变换器(7)之间,网侧并联切换开关S4(6)连接于公共连接点PCC与网侧隔离变换器(7)之间,负载侧并联切换开关S5(11)连接于负载侧变换器(9)与负载侧低压交流母线(13)之间,串联变压器线路投切开关S6位于串联变压器原边两路出线端子与线路之间;所述的集中控制器(12)包括检测单元、故障判断单元、功能选择单元、外环控制单元和内环控制单元,其中,检测单元用于对智能配电网的网侧高压交流母线(1)的电压、电流,负载侧低压交流母线(13)的电压、电流进行检测;故障判断单元用于判断智能配电网与能量路由器是否出现故障;功能选择单元根据智能配电网、分布式电源和负载的运行工况,通过调整功能切换开关Si的组合,选择合理的工作模式;外环控制单元根据功能选择单元确定的工作模式,分别生成网侧隔离变换器(7)的控制指令和负载侧变换器(9)的控制指令;内环控制单元根据外环控制单元生成的控制指令,分别生成网侧隔离变换器(7)和负载侧变换器(9)功率开关管的驱动脉冲信号。2.根据权利要求1所述的电能质量综合治理和功率优化的能量路由器,其特征在于:所述的网侧隔离变换器(7)具有三相输入端(u3、v3、w3)和一路低压直流母线输出端(p1、n1),网侧隔离变换器(7)由多个隔离变换子模块(8)组成,且三相的隔离变换子模块(8)数量相同;所述的每个隔离变换子模块(8)均有输入侧首端(a1)和输入侧尾端(a2)、输出侧首端(b1)和输出侧尾端(b2),且各相中的第一个隔离变换子模块(8)的输入侧首端(a1)引出端子作为三相输入端(u3、v3、w3),最后一个隔离变换子模块(8)的输入侧尾端(a2)相间星型连接;同相内的下一个隔离变换子模块(8)的输入侧首端(a1)连接至其相邻的上一隔离变换子模块(8)的输入侧尾端(a2);三相所有隔离变换子模块(8)的输出侧首端(b1)相连作为低压直流母线输出侧首端(p1),隔离变换子模块(8)的输出侧尾端(b2)相连作为低压直流母线输出侧尾端(n1)。3.根据权利要求2所述的电能质量综合治理和功率优化的能...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯丽娜,韩克俊,谈翀,王永刚,仇辉,高立东,刘汝峰,曹兴生,时培征,焉媛媛,邵会朋,李象军,
申请(专利权)人:山东电力设备有限公司,山东输变电设备有限公司,
类型:新型
国别省市:山东,37
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