光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统及方法。在并网点的电网侧和负荷侧的火线上分别设有电流变送器，负荷侧的火线上分别设有电压变送器，每相火线上的两个电流变送器和电压变送器与一个模数转换器连接，模数转换器与PLC连接，PLC通过RS485集线器与逆变系统连接，逆变系统输出端连接火线，逆变系统输入端与光伏电池充电控制器连接，光伏电池充电控制器与蓄电池和光伏板连接。本发明专利技术在分布式光伏电源并网发电的同时，使其动态适应三相不平衡负荷，并独立控制光伏各相输出功率，来对三相不平衡负荷进行补偿治理，提高新能源消纳能力和光伏系统灵活经济运行程度，达到提高电能质量、降低能耗的目的。降低能耗的目的。降低能耗的目的。

【技术实现步骤摘要】
光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种并网三相不平衡治理系统及方法，尤其涉及一种光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统及方法。

技术介绍

[0002]我国低压配电网（LVDN：Low
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Voltage DistributionNetwork）采用三相四线制的接线方式，由于 LVDN管理不完善以及缺少前瞻性规划，存在参数不对称、负荷三相不平衡等问题。随着人们生活水平的提高，负荷需求逐渐增长，同时单相分布式光伏的广泛接入，进一步地加剧了 LVDN 的三相不平衡度，给配电网的电压质量和线损管理带来了诸多挑战，甚至影响到 LVDN 的运行安全性。现在应对LVDN 的三相不平衡相应的措施可分为 2 类。一类措施是负荷侧控制，通过算法进行相序分配并结合换相装置进行换相，实现负荷的均匀分布然，而低压台区的负荷众多，但需要采用较多的换相开关，投资大；另外，换相过程难免产生电压闪变问题，换相失败也将造成负荷停电，对用户设备和用电体验有负面的影响。另一类措施是系统侧控制，主要通过有载调压变压器的调节、负荷重构、光伏逆变器的功率控制等方法，对 LVDN 进行协调控制。
[0003]而光伏发电单元的并网效率在三相负载平衡时达到最大，即所发电能以均衡的三相功率注入电网；而在三相负载不平衡时的并网效率由于交换功率的存在使得系统容量不能完全为光伏发电单元所利用而降低了并网发电效率。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题本专利技术提供一种光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统及方法,目的是利用分别独立可控的各相并网注入功率方式改善低压电网三相负载不平衡情况。
[0005]为达上述目的本专利技术光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统，在并网点的电网侧和负荷侧的火线上分别设有电流变送器，负荷侧的火线上分别设有电压变送器，每相火线上的两个电流变送器和电压变送器与一个模数转换器连接，模数转换器与PLC连接，PLC通过RS485集线器与逆变系统连接，逆变系统输出端连接火线，逆变系统输入端与光伏电池充电控制器连接，光伏电池充电控制器与蓄电池和光伏板连接。
[0006]所述的逆变系统包括A相逆变器、B相逆变器和C相逆变器，A相逆变器、B相逆变器和C相逆变器的输出端分别与第一交流接触器连接后接到并网点，第一交流接触器的控制线圈输入端与PLC连接。
[0007]所述的光伏电池充电控制器与光伏板之间设有第二交流接触器，第二交流接触器的控制线圈输入端与PLC连接。
[0008]所述的光伏电池充电控制器与蓄电池之间设有第三交流接触器，第三交流接触器的控制线圈输入端与PLC连接。
[0009]所述的光伏电池充电控制器与逆变系统之间设有第四交流接触器，第四交流接触
器的控制线圈输入端与PLC连接。
[0010]所述的PLC型号为FX3U48MR。
[0011]所述的A相火线上设有第一电流变送器和第四电流变送器，B相火线上设有第二电流变送器和第五电流变送器，C相火线上设有第三电流变送器和第六电流变送器，第一电流变送器和第四电流变送器与第一模数转换器连接，第二电流变送器和第五电流变送器与第二模数转换器连接，第三电流变送器和第六电流变送器与第三模数转换器连接，第一模数转换器与第三电压变送器连接，第三电压变送器与负荷侧A相火线连接，第二模数转换器与第二电压变送器连接，第二电压变送器与负荷侧B相火线连接，第三模数转换器与第一电压变送器连接，第一电压变送器与负荷侧C相火线连接。
[0012]光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统的治理方法,电压变送器和电流变送器将并网点三相电压、电网侧三相电流和负荷侧三相电流通过模数转换后传至PLC，得出并网点电网侧三相功率、负荷侧三相功率及各自负荷不平衡度，PLC判断负荷侧三相功率不平衡度是否大于设定值，若负荷侧三相功率不平衡度小于设定值，则启动光伏并网模式三相输出功率均衡分配，PLC向逆变系统发送数据，改变逆变器输出功率，三台逆变器同时向电网输送相同功率，其值为光伏电池容量的三分之一；若负荷侧三相功率不平衡度大于设定值，则判断电网侧不平衡度是否大于设定值，如果小于，说明现在系统已按最优方式保证三相功率平衡，保持各直流电源及逆变器并网状态和输出功率即可，如果电网侧不平衡度大于设定值，说明系统仍不平衡，则对输出功率进行调节。
[0013]所述的三台逆变器同时向电网输送相同功率后，进行定时等待，等待再次进入下一次PLC判断负荷侧三相功率不平衡度是否大于设定值。
[0014]所述的电网侧不平衡度大于设定值时，首先判断负荷侧的功率最大相、中间相和最小相，负荷侧的功率最大相为α相、功率中间相为β相、功率最小相为γ相，那么向最大相输出功率的逆变器为α相逆变器，向中间相输出功率的逆变器为β相逆变器，向最小相输出功率的逆变器为γ相逆变器，计算δ=α相与β相差值；ε=α相与γ相差值；ζ =β相与γ相差值；若δ≥S，即负荷侧的最大相功率与中间相功率差值大于等于光伏电池容量，PLC向逆变器发送数据，改变α相逆变器的输出功率为光伏电池容量，其β相逆变器和γ相逆变器逆变功率为0；若δ＜S，即最大相功率与中间相功率差值小于光伏电池容量，判断ε+ζ与S的大小；如果ε+ζ≥S，PLC向逆变器发送数据，改变α相逆变器逆变功率为δ，则剩余可用容量为RES1=S
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δ，PLC向逆变器发送数据，将剩余可用容量RES1平均分配给α相逆变器和β相逆变器，即α相逆变器为δ+RES1/2，β相逆变器逆变功率RES1/2，γ相逆变器逆变功率为0；如果ε+ζ＜S，PLC向逆变器发送数据，改变β相逆变器输出功率为ζ，α相逆变器逆变功率为ε，则剩余可用容量为RES1=S
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(ε+ζ)，PLC向逆变器发送数据，将剩余可用容量RES1平均分配给A相逆变器、B相逆变器和C相逆变器，即每相增加逆变功率RES1/3，即α相逆变器为ε+RES1/3，β相逆变器逆变功率为ζ+RES1/3，γ相逆变器逆变功率为RES1/3。
[0015]本专利技术的优点效果：本专利技术解决配电网三相负荷不平衡问题，在分布式光伏电源并网发电的同时，使其动态适应三相不平衡负荷，并独立控制光伏各相输出功率，来对三相不平衡负荷进行补偿治理，提高新能源消纳能力和光伏系统灵活经济运行程度，达到提高电能质量、降低能耗的目的。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的流程图。
[0017]图2是本专利技术的电气连接示意图。
[0018]图3是本专利技术PLC与RS485连接示意图。
[0019]图中：1、PLC；2、RS485集线器；3、逆变系统；31、A相逆变器；32、B相逆变器；33、C相逆变器；4、光伏电池充电控制器；5、蓄电池；6、光伏板；7、第一电流变送器；8、第二电流变送器；9、第三电流变送器；10、第四电流变送器；11、第五电流变送器；12、第六电流变送器；13、第三模数转换器；14、第二模数转换器；15、第一模数转换器；16、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统,其特征在于在并网点的电网侧和负荷侧的火线上分别设有电流变送器，负荷侧的火线上分别设有电压变送器，每相火线上的两个电流变送器和电压变送器与一个模数转换器连接，模数转换器与PLC连接，PLC通过RS485集线器与逆变系统连接，逆变系统输出端连接火线，逆变系统输入端与光伏电池充电控制器连接，光伏电池充电控制器与蓄电池和光伏板连接。2.根据权利要求1所述的光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统,其特征在于所述的逆变系统包括A相逆变器、B相逆变器和C相逆变器，A相逆变器、B相逆变器和C相逆变器的输出端分别与第一交流接触器连接后接到并网点，第一交流接触器的控制线圈输入端与PLC连接。3.根据权利要求1所述的光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统,其特征在于所述的光伏电池充电控制器与光伏板之间设有第二交流接触器，第二交流接触器的控制线圈输入端与PLC连接。4.根据权利要求1所述的光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统,其特征在于所述的光伏电池充电控制器与蓄电池之间设有第三交流接触器，第三交流接触器的控制线圈输入端与PLC连接。5.根据权利要求1所述的光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统,其特征在于所述的光伏电池充电控制器与逆变系统之间设有第四交流接触器，第四交流接触器的控制线圈输入端与PLC连接。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统,其特征在于所述的PLC型号为FX3U48MR。7.根据权利要求1所述的光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统,其特征在于所述的A相火线上设有第一电流变送器和第四电流变送器，B相火线上设有第二电流变送器和第五电流变送器，C相火线上设有第三电流变送器和第六电流变送器，第一电流变送器和第四电流变送器与第一模数转换器连接，第二电流变送器和第五电流变送器与第二模数转换器连接，第三电流变送器和第六电流变送器与第三模数转换器连接，第一模数转换器与第三电压变送器连接，第三电压变送器与负荷侧A相火线连接，第二模数转换器与第二电压变送器连接，第二电压变送器与负荷侧B相火线连接，第三模数转换器与第一电压变送器连接，第一电压变送器与负荷侧C相火线连接。8.根据权利要求1所述的光储供电与动态功率调节的三相不平衡治理系统的治理方法,其特征在于电压变送器和电流变送器将并网点三相电压、电网侧三相电流和负荷侧三相电流通过模数转换后传至PLC，得出并网点电网侧三相功率、负荷侧三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立地，彭义文，杨扬，张留洋，段嘉麟，王馨瑶，李广鹏，曲浩维，方鉴开，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：