用于调节低压配电系统中的电压的系统和方法技术方案

提出一种用于提供电压调节的预期值的配电系统。该系统包含至少一个功率源、至少一个接收器、配置成将至少一个功率源耦合到至少一个接收器的配电馈线。该系统包含：多个模块化电压调节单元，其耦合到配电馈线，其中多个模块化电压调节单元的每个包含变压器，其包含具有第一端和第二端的一次绕组以及具有第一端和第二端的二次绕组；以及至少一个开关，耦合到变压器的一次绕组，其中二次绕组的第一端经由至少一个开关来耦合到一次绕组的第一和第二端的至少一个。还提出一种操作配电系统的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于调节低压配电系统中的电压的系统和方法
本说明书的实施例一般涉及配电系统，以及更具体来说涉及中压和低压配电系统中的电压的调节。
技术介绍
在最近的时期，由客户对商业光电(PV)、住宅光电和电动车辆(EV)的增加的使用导致了沿配电系统的馈线的电压分布的波动。相应地，电压调节装置与配电系统的馈线结合用于避免沿馈线的电压分布的波动。通常，这些电压调节装置基于机械和/或电子有载分接开关(OLTC)或者基于功率电子转换器/逆变器。常规地，机械OLTC用于高压和中压配电系统中。但是，虽然机械OLTC比较廉价，但是机械OLTC在低压配电系统中不太适合。而且，配电系统中的大电压波动引起机械OLTC的过度操作，这又导致机械OLTC的增加的磨损。近来，全电子或者电子辅助(混合)OLTC已经用于配电系统中。这些OLTC能够工作在较高切换频率。此外，这些OLTC因没有分接变换期间的电弧而具有较长生存周期。但是，全电子或者电子辅助OLTC解决方案更为复杂。而且，虽然采用功率电子转换器/逆变器的电压调节装置提供很高的灵活性和增强的功能性，但是这些电压调节装置的成本是极高的。此外，与个别电压调节装置的成本相比，现有电压调节装置的安装成本明显要高。而且，当新的PV装备和电动车辆连接到配电系统的馈线时，馈线遭遇离馈线的电压的较高限制或较低限制的从大约±1%至大约±2%的范围中的电压违反。较大数量的新PV装备或EV连接的使用导致馈线遭遇电压违反的更高百分比。当前，网络运营商经由使用更大电压调节能力来解决电压违反的问题，以便避免将来的高安装成本。因此，用于低压配电系统的当前可用的电压调节装置配置成提供从标称电压的大约±6%至大约±10%的范围中的电压调节。但是，在大多数情况下，可能不要求电压调节的这个高值。
技术实现思路
按照本说明书的方面，提供一种用于提供电压调节的预期值的配电系统。该系统包含至少一个功率源、至少一个接收器、配置成将至少一个功率源耦合到至少一个接收器的配电馈线。此外，该系统包含：多个模块化电压调节单元，其耦合到配电馈线，其中多个模块化电压调节单元的每个包含变压器，其包含具有第一端和第二端的一次绕组以及具有第一端和第二端的二次绕组；以及至少一个开关，耦合到变压器的一次绕组，其中二次绕组的第一端经由至少一个开关来耦合到一次绕组的第一和第二端的至少一个。按照本说明书的另一方面，提供一种操作配电系统以提供电压调节的预期值的方法，其中配电系统包含配电馈线并且提出多个模块化电压调节单元。该方法包含使用控制器来测量与沿配电馈线的一个或多个位置对应的一个或多个电压，其中配电馈线配置成将至少一个功率源耦合到至少一个接收器，以及其中多个模块化电压调节单元的每个耦合到配电馈线，并且包含变压器，其包含：具有第一端和第二端的一次绕组以及具有第一端和第二端的二次绕组；至少一个开关，耦合到变压器的一次绕组，其中二次绕组的第一端经由至少一个开关来耦合到一次绕组的第一和第二端的至少一个。该方法还包含使用控制器将所测量的一个或多个电压与对应的所确定的阈值进行比较。而且，该方法包含使用控制器基于该比较来确定至少一个开关的切换模式。此外，该方法包含使用控制器基于切换模式来调节沿配电馈线的一个或多个位置处的电压，以提供电压调节的预期值。按照本说明书的另一方面，一种配电外壳包含壳体，其包含一个或多个机架、一个或多个熔丝座、一个或多个电缆连接器、一个或多个汇流条或者其组合。此外，至少一个模块化电压调节单元设置在壳体中，其中至少一个模块化电压调节单元与至少一个其他模块化电压调节单元串联耦合，其中至少一个其他模块化电压调节单元设置在壳体之内或者壳体外部，以及其中至少一个模块化电压调节单元包含变压器，其包含：具有第一端和第二端的一次绕组以及具有第一端和第二端的二次绕组；以及至少一个开关，耦合到变压器的一次绕组，其中二次绕组的第一端经由至少一个开关来耦合到一次绕组的第一和第二端的至少一个。本专利技术提供一组技术方案,如下:1.一种用于提供电压调节的预期值的配电系统，所述系统包括；至少一个功率源；至少一个接收器；配电馈线，配置成将所述至少一个功率源耦合到所述至少一个接收器；多个模块化电压调节单元，耦合到所述配电馈线，其中所述多个模块化电压调节单元的每个包括：变压器，包括具有第一端和第二端的一次绕组以及具有第一端和第二端的二次绕组；以及至少一个开关，耦合到所述变压器的所述一次绕组，其中所述二次绕组的所述第一端经由所述至少一个开关来耦合到所述一次绕组的所述第一和第二端的至少一个。2.如技术方案1所述的系统，还包括控制器，其耦合到所述多个模块化电压调节单元的一个或多个，并且配置成控制所述多个模块化电压调节单元的操作以提供电压调节的所述预期值。3.如技术方案2所述的系统，其中，所述控制器包括电气参数感测子单元、处理子单元或两者。4.如技术方案1所述的系统，其中，所述变压器包括单相变压器和三相变压器的至少一个。5.如技术方案1所述的系统，其中，所述至少一个开关包括固态电子开关。6.如技术方案1所述的系统，其中，所述多个模块化电压调节单元配置成基于电压调节的所述预期值来修改与沿所述配电馈线的一个或多个位置对应的电压。7.如技术方案1所述的系统，其中，所述多个模块化电压调节单元设置在一个或多个配电外壳中。8.如技术方案7所述的系统，其中，所述一个或多个配电外壳包括一个或多个熔丝座、一个或多个电缆连接器、一个或多个汇流条、一个或多个机架或者其组合。9.如技术方案8所述的系统，其中，所述多个模块化电压调节单元耦合到所述一个或多个机架。10.如技术方案1所述的系统，其中，所述配电馈线包括至少一个相导体和中性导体。11.如技术方案10所述的系统，其中，所述多个模块化电压调节单元直接地、经由所述配电馈线的所述至少一个相导体和所述中性导体或者其组合串联耦合。12.如技术方案11所述的系统，其中，所述多个模块化电压调节单元中的一个的所述变压器的所述二次绕组的所述第二端直接地、经由所述至少一个相导体或者其组合来耦合到另一个模块化电压调节单元的所述变压器的所述二次绕组的所述第一端。13.如技术方案10所述的系统，其中，所述变压器的所述一次绕组的所述第一和第二端的至少一个经由所述至少一个开关来耦合到所述相导体和所述中性导体的至少一个。14.如技术方案1所述的系统，还包括通信信道，其配置成在通信上耦合所述多个模块化电压调节单元。15.一种操作配电系统以提供电压调节的预期值的方法，其中，所述配电系统包括配电馈线和多个模块化电压调节单元，所述方法包括：使用控制器来测量与沿所述配电馈线的一个或多个位置对应的一个或多个电压，其中所述配电馈线配置成将至少一个功率源耦合到至少一个接收器，并且其中所述多个模块化电压调节单元的每个耦合到所述配电馈线，并且包括：变压器，包括具有第一端和第二端的一次绕组以及具有第一端和第二端的二次绕组；至少一个开关，耦合到所述变压器的所述一次绕组，其中所述二次绕组的所述第一端经由所述至少一个开关来耦合到所述一次绕组的所述第一和第二端的至少一个；使用所述控制器将所测量的一个或多个电压与对应的所确定的阈值进行比较；使用所述控制器基于比较来确定所述至少一个开关的切换模式；以及使用所述控制器基于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供电压调节的预期值的配电系统，所述系统包括；至少一个功率源；至少一个接收器；配电馈线，配置成将所述至少一个功率源耦合到所述至少一个接收器；多个模块化电压调节单元，耦合到所述配电馈线，其中所述多个模块化电压调节单元的每个包括：变压器，包括具有第一端和第二端的一次绕组以及具有第一端和第二端的二次绕组；以及至少一个开关，耦合到所述变压器的所述一次绕组，其中所述二次绕组的所述第一端经由所述至少一个开关来耦合到所述一次绕组的所述第一和第二端的至少一个。

【技术特征摘要】
2016.02.26 US 15/0541311.一种用于提供电压调节的预期值的配电系统，所述系统包括；至少一个功率源；至少一个接收器；配电馈线，配置成将所述至少一个功率源耦合到所述至少一个接收器；多个模块化电压调节单元，耦合到所述配电馈线，其中所述多个模块化电压调节单元的每个包括：变压器，包括具有第一端和第二端的一次绕组以及具有第一端和第二端的二次绕组；以及至少一个开关，耦合到所述变压器的所述一次绕组，其中所述二次绕组的所述第一端经由所述至少一个开关来耦合到所述一次绕组的所述第一和第二端的至少一个。2.如权利要求1所述的系统，还包括控制器，其耦合到所述多个模块化电压调节单元的一个或多个，并且配置成控制所述多个模块化电压调节单元的操作以提供电压调节的所述预期值。3.如权利要求2所述的系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A帕诺斯彦，PTB维杰库恩，S施勒德，EM贝尔特莱因，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US