一种基于直流综合调压装置的末端低电压治理方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力电子技术领域，公开了一种基于直流综合调压装置的末端低电压治理方法，方法包括以下步骤：前级设备将三相四线制低压配电网中的交流电压变换为

【技术实现步骤摘要】
一种基于直流综合调压装置的末端低电压治理方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体为一种基于直流综合调压装置的末端低电压治理方法。

技术介绍

[0002]现代社会进入了高速发展期，对于电能的需求在不断的增加，做好配电网的运维保障并确保电力供应是经济社会良好发展的关键。工业化发展和居民生活水平的改善既提高了对传统交流配电网电能质量的要求，同时也为配网的稳定运行带来了较大的挑战。在众多的电能质量问题中，低电压是一种较为常见的问题，也是影响配电网供电的安全隐患。造成配电网低电压的主要原因在于变压器容量不足，供电半径过长，线阻过大，在额定负载容量下线路压降超出可接受的范围。同时，单相设备的不平衡接入会导致配网三相不平衡，以及光伏等分布式电源也会带来电压过高而烧毁用电器的可能。
[0003]现有的电能质量治理中低电压治理手段大多以监控、调整为主，通过主站与配电终端通信获取末端电压问题，从而人为进行配电变压器容量的调整、线路的改善、三相不平衡以及功率因数低等问题的解决，以达到治理效果。因此具有耗费人工、响应慢、成本高等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于直流综合调压装置的末端低电压治理方法，实现了低压台区用户侧的低电压现象和过电压现象的动态治理，节约人工、响应快速、成本较低。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于直流综合调压装置的末端低电压治理方法，其直流综合调压装置包含前级设备和后级设备；前、后级设备内部均为三相T型三电平双向PWM变换器拓扑结构，且均具有四个交流侧接线端子和两个直流侧接线端子；
[0007]前级设备的四个交流侧接线端子分别接入低压变压器二次侧，通过两直流侧接线端子各引出一条直流母线；后级设备的正负两个直流侧接线端子各接入一条直流母线，四个交流侧接线端子分别接入台区末端低电压侧；
[0008]前级设备工作于直流电压源模式；后级设备工作于受控交流电流源模式；
[0009]方法包括以下步骤：
[0010]S1，前级设备将三相四线制低压配电网中的交流电压变换为
±
375V直流电压进行输出，并分别通过两条直流母线向后级设备进行传输；
[0011]S2，后级设备对接收到的
±
375V直流电压进行DC/AC变换，输出220V交流电压为负载供电，从而减少低压配电网线路中电压的降落，实现末端低电压治理功能。
[0012]进一步地，当台区末端电压偏低时，能量流向为由前级设备流至后级设备，从而达到升高末端电压的目的；当台区末端电压偏高时，能量流向为由后级设备流至前级设备，从
而达到降低末端电压的目的。
[0013]进一步地，在设备当前电流较设备额定电流有比较大剩余的情况下，前、后级设备均可在受控交流电流源工作模式下通过控制无功电流实现交流侧的无功补偿；通过控制三相不平衡电流实现交流侧的三相不平衡治理；通过控制谐波电流实现交流侧的谐波补偿；
[0014]可在直流母线断开的情况下实现上述电能质量治理功能。
[0015]进一步地，基于支持三相独立控制的PWM变换器，后级设备可通过改变接线和控制目标实现单相交流电流源和单相交流电压源功能。
[0016]本专利技术的有益技术效果：与原有的电能质量治理措施相比，本专利技术利用电力电子及控制技术，实现低压台区用户侧的低电压现象和过电压现象的动态治理。无需主站监测和人为动作，且响应迅速、性能优秀，并能实现谐波、无功、三相不平衡等电能质量指标的优化。为低压台区供电的电能质量问题提供了功能完善的解决方案。
附图说明
[0017]图1 为本专利技术基于受控电源的电能质量低电压治理拓扑；
[0018]图2 为本专利技术前后级设备的内部拓扑结构；
[0019]图3 为本专利技术作为三相电压源工作时的拓扑结构；
[0020]图4 为本专利技术作为单相电流源并联补偿低电压时的拓扑；
[0021]图5 为本专利技术作为单相电压源工作时的拓扑结构。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。
[0023]实施例：
[0024]如图1所示，一种基于受控电源的电能质量低电压治理拓扑，其前级设备接于低压台区配电变压器出侧，通过PWM调制技术实现AC/DC变换，输出的
±
375V直流电压通过直流母线与后级设备连接实现能量传输；其他负载不影响直流传输。后级设备通过PWM调制技术实现DC/AC变换，以并联电流源的形式为末端待补偿负载提供部分能量，从而减小交流配网线路电流，减小电压降落，达到低电压治理的目的；
[0025]如图2所示，本专利技术的前后级设备内部均为三相T型三电平双向PWM变换器拓扑结构，且具有交流侧ABCN四个接线端子和直流侧＋－两个接线端子；前级设备ABCN四个端子分别接入低压配电变压器出侧的ABCN，＋－两端子分别引出直流母线；后级设备＋－两端子分别接入直流母线，ABCN四端子分别接入配电台区末端ABCN；前后级设备以不同的控制模式运行，前级PWM变换器以直流侧（＋－两端子）电压为控制目标，后级PWM变换器运行于受控交流电流源模式，控制输入为后级交流侧电压偏差；进一步地，由于三相T型三电平双向PWM变换器的拓扑结构可实现三相独立控制，并能实现四象限任意电流输出，该专利技术亦可实现包括但不限于下列的其他功能；
[0026]本专利技术的能量流向由后级设备所决定，后级设备作为受控电流源的控制输入为交流侧电压偏差，当交流侧电压低于参考值，电压偏差输入为负，受控电流源输出电流为正，
能量由前级流向后级；交流侧电压高于参考值则相反，能量由后级流向前级；因此，本拓扑亦可应用于高电压治理；
[0027]本专利技术应用于电能质量治理，具体在于，前后级PWM整流器在容量允许的范围内均具备无功补偿、三相不平衡治理、谐波补偿等功能；如图1情形所示，若末端待补偿负载存在功率因数较低或三相不平衡度较大的情形，则后级设备可外接CT采集负载电流并计算得到待补偿无功电流或不平衡电流，并在容量允许的范围内控制PWM整流器输出该补偿电流进行就地补偿；注意到，所提到的三种电能质量治理功能均无需直流母线进行能量传输，能量仅流动于单个PWM整流器内部，即直流母线断开时亦可进行电能质量治理；
[0028]如图3所示，该拓扑亦可应用于单独为三相负载供电，此时前级设备保持原工作模式，直流母线仍被稳定为
±
375V直流电压接入后级设备，后级PWM变换器可工作于交流电压源模式，输出220V三相四线交流电压，独立于交流配电网，直接为末端负载供电；
[0029]如图4所示，该拓扑亦可应用于末端为单相负载的低电压补偿，此时前级设备保持原工作模式，直流母线仍被稳定为
±
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于直流综合调压装置的末端低电压治理方法，其特征在于，直流综合调压装置包含前级设备和后级设备；前、后级设备内部均为三相T型三电平双向PWM变换器拓扑结构，且均具有四个交流侧接线端子和两个直流侧接线端子；前级设备的四个交流侧接线端子分别接入低压变压器二次侧，通过两直流侧接线端子各引出一条直流母线；后级设备的正负两个直流侧接线端子各接入一条直流母线，四个交流侧接线端子分别接入台区末端低电压侧；前级设备工作于直流电压源模式；后级设备工作于受控交流电流源模式；方法包括以下步骤：S1，前级设备将三相四线制低压配电网中的交流电压变换为
±
375V直流电压进行输出，并分别通过两条直流母线向后级设备进行传输；S2，后级设备对接收到的
±
375V直流电压进行DC/AC变换，输出220V交流电压为负载供电，从而减少低压配电网线路中电压的降落，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹乾磊，卢松林，梁昊，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：