一种配电系统有源容量均衡装置制造方法及图纸

一种配电系统有源容量均衡装置，一种配电系统有源容量均衡装置，装置包括：第一双向变换器，连接装置内的直流母线和其中一个配电变压器；第二双向变换器，连接直流母线和另一个配电变压器；电压采样单元；第一电流采样单元，与第一双向变换器的与配电变压器连接的一端连接；第二电流采样单元，与第二双向变换器的与配电变压器连接的一端连接；第一控制器，分别连接电压采样单元、第一电流采样单元以及第一双向变换器，用于驱动第一双向变换器工作；第二控制器，分别连接第二电流采样单元以及第二双向变换器，用于驱动第二双向变换器工作。本实用新型专利技术可实现局部配电容量扩容及本地无功补偿，无需加大线路配电容量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力领域，尤其涉及一种配电系统有源容量均衡装置。
技术介绍
随着经济的发展和人民生活水平的提高，用电量迅速增加，原建配电网的设备和导线均与用电量不相匹配，不少地方超负荷运行，不仅影响供电安全，还大大增加了配电系统的损耗。同时供配电系统中感性负荷迅速增加，众多的配电变压器和电动机处于低负荷率的非经济运行状态，造成供配电系统无功功率的大量需求，如不及时补充，将引起供电电压质量下降，系统损耗增加，既要浪费电能，又将影响供配电设备的使用率，甚至造成事故。目前解决以上问题的技术措施是更新线路与设备，增加和改造系统中线路的容量以及配电变压器的容量，同时在供电方和用电方加装补偿电容，减少线路损耗，提高系统运行的经济行和安全性。这些改造方法存在技术改造难度大，成本高，容量配置不灵活，以及后续扩容难等问题。尤其是对于局部配电容量不足的情况下，其改造的难度更是加大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种配电系统有源容量均衡装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种配电系统有源
容量均衡装置，所述配电系统包括与高压母线连接的至少一个电网支路，每个电网支路上设置有一个配电变压器，配电变压器的输入端与高压母线连接且输出端与负载连接，所述装置连接在两个配电变压器的输出端之间，所述装置包括：第一双向变换器，连接装置内的直流母线和其中一个配电变压器，用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第二双向变换器，连接所述直流母线和另一个配电变压器，用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿；电压采样单元，采样所述直流母线的电压；第一电流采样单元，与第一双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第一双向变换器的输出电流；第二电流采样单元，与第二双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第二双向变换器的输出电流；第一控制器，分别连接电压采样单元、第一电流采样单元以及第一双向变换器，用于基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；第二控制器，分别连接第二电流采样单元以及第二双向变换器，用于基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作。在本技术所述的配电系统有源容量均衡装置中，所述第一双向变换器和第二双向变换器均包括：N个桥臂、N个第一电容、N个第一电感、N个第二电感、N个电抗、两个母线电容，其中N为1-3的整数；每个桥臂包括上桥臂、下桥臂、第一二极管和第二二极管，上桥臂和下桥臂均包括：两个串接的功率
开关器件和反并联在每个功率开关器件上的续流二极管；两个母线电容串接在正直流母线和负直流母线之间，两个母线电容的连接节点作为直流母线的中点；所有的功率开关器件的控制端分别与对应的第一控制器/第二控制器连接，每个上桥臂的两个功率开关器件的连接节点与第一二极管的负极连接，每个下桥臂的两个功率开关器件的连接节点与第二二极管的正极连接，第一二极管的正极和第二二极管的负极连接至直流母线的中点；N个第一电容的第一端均连接至直流母线的中点，N个第一电容的第二端分别与N个第一电感的第一端以及N个第二电感的第一端连接，N个第一电感的第二端分别连接至N个桥臂的上桥臂和下桥臂的连接节点处，N个第二电感的第二端分通过N个电抗与配电变压器的输出端连接。在本技术所述的配电系统有源容量均衡装置中，所述功率开关器件为三极管。在本技术所述的配电系统有源容量均衡装置中，所述第一控制器和第二控制器为PI控制器。在本技术所述的配电系统有源容量均衡装置中，所述第一双向变换器和/或第二双向变换器通过一个隔离变压器与相应的配电变压器连接。实施本技术的配电系统有源容量均衡装置，具有以下有益效果：本技术的装置可以应用于两个配电变压器之间，实现局部配电容量扩容及本地无功补偿，而无需加大相应变压器及线路的配电容量，成本低，容量配置灵活。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术配电系统有源容量均衡装置的安装结构示意图；图2是本技术配电系统有源容量均衡装置的结构框图；图3是图2中的两个双向变换器的电路原理图；图4是图2中的第一控制器的模型图；图5是图2中的第二控制器的模型图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。参考图1，是本技术配电系统有源容量均衡装置的安装结构示意图。本技术的装置所应用的配电系统包括：高压母线、与高压母线连接的至少一个电网支路，如图中仅示意出了三个电网支路，每个电网支路上设置有一个配电变压器，如图中T1、T2、T3所示，T1、T2、T3一般为一栋建筑物或一个工业园区等相对集中区域内的配电变压器。配电变压器T1、T2、T3的输入端与高压母线连接且输出端与负载Load1、Load2、Load3连接，配电变压器T1、T2、T3分别将高压母线的电压进行降压，供给各自后端的负载Load1、Load2、Load3。本技术的有源容量均衡装置连接在两个配电变压器的输出端之间，如图中APCS即代表本技术的有源容量均衡装置，A、B分别代表配电变压器T1、T2的输出端。APCS可以根据需要设置在两个电网支路之间以实现局部配电容量扩容，例如，如果Load1的有功功率大于配电变压器的有功容量P0，而Load2的有功功率小于配电变压器的有功容量P0，则可以考虑在这两个电网支路的配电变压器之间增加一个APCS以实现局部配电容量扩容及本地无功补偿问题。具体的，参考图2，所述装置包括：第一双向变换器，连接装置内的直流母线和其中一个配电变压器，用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第二双向变换器，连接所述直流母线和另一个配电变压器，用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿；电压采样单元，采样所述直流母线的电压；第一电流采样单元，与第一双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第一双向变换器的输出电流；第二电流采样单元，与第二双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第二双向变换器的输出电流；第一控制器，分别连接电压采样单元、第一电流采样单元以及第一双向变换器，用于基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；第二控制器，分别连接第二电流采样单元以及第二双向变换器，用于基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作。其中，第一控制器和第二控制器可以采用PI控制器。优选的，所述第一双向变换器和/或第二双向变换器通过一个隔离变压器与相应的配电变压器连接。继续参考图1中，假定配电变压器T1、T2、T3的容量大小均为P0/Q0/S0，各配电变压器T1、T2、T3后端负载的功率分别为P1/Q1/S1、P2/Q2/S2、P3/Q3/S3，P0-P3表示有功容量，Q0-Q3表示无功容量，S0-S3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电系统有源容量均衡装置，所述配电系统包括与高压母线连接的至少一个电网支路，每个电网支路上设置有一个配电变压器，配电变压器的输入端与高压母线连接且输出端与负载连接，其特征在于，所述装置连接在两个配电变压器的输出端之间，所述装置包括：第一双向变换器，连接装置内的直流母线和其中一个配电变压器，用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第二双向变换器，连接所述直流母线和另一个配电变压器，用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿；电压采样单元，采样所述直流母线的电压；第一电流采样单元，与第一双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第一双向变换器的输出电流；第二电流采样单元，与第二双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第二双向变换器的输出电流；第一控制器，分别连接电压采样单元、第一电流采样单元以及第一双向变换器，用于基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；第二控制器，分别连接第二电流采样单元以及第二双向变换器，用于基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作。...

【技术特征摘要】
1.一种配电系统有源容量均衡装置，所述配电系统包括与高压母线连接的至少一个电网支路，每个电网支路上设置有一个配电变压器，配电变压器的输入端与高压母线连接且输出端与负载连接，其特征在于，所述装置连接在两个配电变压器的输出端之间，所述装置包括：第一双向变换器，连接装置内的直流母线和其中一个配电变压器，用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第二双向变换器，连接所述直流母线和另一个配电变压器，用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿；电压采样单元，采样所述直流母线的电压；第一电流采样单元，与第一双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第一双向变换器的输出电流；第二电流采样单元，与第二双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第二双向变换器的输出电流；第一控制器，分别连接电压采样单元、第一电流采样单元以及第一双向变换器，用于基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；第二控制器，分别连接第二电流采样单元以及第二双向变换器，用于基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作。2.根据权利要求1所述的配电系统有源容量均衡装置，其特征在于，所述第一双向变换器和第二双向变换器均包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：范小波，肖顿，任远航，
申请(专利权)人：深圳市盛弘电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44