【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网管理，具体是涉及到一种宽调节范围的低电压治理装置及方法。
技术介绍
1、目前农村偏远地区的农村电网建立初期，农村电网变压器容量有限，供电半径较大、输电线路较长，造成了农网末端用户供电可靠性低、电能质量差等问题。随着社会的发展，农网用电呈现出季节性负荷差异大、三相负荷不平衡、安装负荷大等特点，这就造成了严重的农网末端低电压问题，大部分用电设备不能正常工作，严重影响用户用电需求。
2、为解决农网末端的低电压问题，需要在农网末端配置低电压治理装置，低电压治理装置通常会采用电容器装置。电容器装置又包括串联电容器装置和并联电容器装置，其中串联电容器补偿装置用于调压只限于负荷功率因数较低，且线径阻抗以感性分量为主的场合。而农村配电网由于欠缺工业负荷，生活用电功率因数极高，且线路阻抗以电阻分量为主，因此，农村配电网不宜采用串联电容器补偿装置进行调压。在功率因数极高的工况下加入串联电容器补偿，不仅不能治理低电压，甚至会使末端低电压问题更加严重。因此在现有的低电压治理过程中，往往会采用并联电容器装置。然而采用并联电容器装置进行电压调节时，往往需要很大安装容量的多组补偿装置，其运行过程中装置响应速度慢且开关动作频繁，且由于补偿装置数量和容量均较大，因此装置在运行过程中的维护工作量也非常大，对于装置的运行和维护均要耗费大量的人力。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种宽调节范围的低电压治理装置及方法，以解决低电压治理装置的运维需要耗费大量人力的问题。
2、第一方
3、可选的，所述pwm换流模块包括第一igbt模块、第二igbt模块、第三igbt模块、第四igbt模块和电容器c1，所述第一igbt模块与所述第二igbt模块串联构成第一整流桥桥臂，所述第三igbt模块与所述第四igbt模块串联构成第二整流桥桥臂，所述第一igbt模块与所述第二igbt模块之间的连接部作为所述第一整流桥桥臂的交流输入端与所述目标电网连接，所述第三igbt模块与所述第四igbt模块之间的连接部作为所述第二整流桥桥臂的交流输入端与所述目标电网连接，所述第一整流桥桥臂与所述第二整流桥桥臂的两端作为直流输入端与所述dc/dc变换模块连接，所述电容器c1分别与所述第一整流桥桥臂和所述第二整流桥桥臂并联，所述第一igbt模块、所述第二igbt模块、所述第三igbt模块和所述第四igbt模块上均并联设置有续流二极管，所述第一igbt模块、所述第二igbt模块、所述第三igbt模块和所述第四igbt模块的控制端均与所述控制系统连接。
4、可选的，所述dc/dc变换模块包括第五igbt模块、第六igbt模块和电抗器l1，所述第五igbt模块和所述第六igbt模块上均并联设置有续流二极管，所述第五igbt模块与所述储能电池组并联连接，所述第六igbt模块和所述电抗器l1均与所述储能电池组串联连接。
5、可选的，所述控制系统包括检测模块、综合控制模块和igbt控制模块，所述检测模块包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和所述电流互感器设置于所述电网末端，所述电压互感器和所述电流互感器的输出端与所述综合控制模块连接，所述igbt控制模块分别与所述pwm换流模块和所述dc/dc变换模块连接，所述igbt控制模块与所述综合控制模块连接。
6、可选的，所述装置还包括高压控制系统，所述高压控制系统分别与所述电池管理系统和所述储能电池组连接，所述高压控制系统配置有用于控制所述储能电池组的总正接触器和总负接触器，所述高压控制系统还用于采集所述储能电池组的电池组电压和电池组电流。
7、可选的，所述电池管理系统包括电池管理子系统和电池主控子系统，所述电池管理子系统分别与所述电池主控子系统和所述储能电池组连接，所述电池管理子系统用于监测所述储能电池组中单体电芯的电芯电压和电压温度，所述电池主控子系统包括：
8、电压温度处理模块，与所述电池管理子系统连接，用于根据所述电芯电压和所述电压温度对所述储能电池组进行电压温度调节；
9、接触器控制模块，分别与所述总正接触器和所述总负接触器连接，用于控制所述总正接触器和所述总负接触器；
10、soc控制模块，与所述高压控制系统连接，用于根据所述电池组电流计算所述储能电池组的电池荷电状态值，并根据所述电池荷电状态值控制所述储能电池组的充放电模式；
11、所述电池荷电状态值的计算公式如下：
12、
13、式中：soc表示所述电池荷电状态值，s0表示电池荷电状态初始值，sn表示电池荷电状态额定值，i表示所述电池组电流。
14、可选的，所述装置还包括储能变流器，所述储能变流器分别与所述控制系统和所述储能电池组连接，所述储能变流器用于对所述储能电池组起到保护作用。
15、第二方面，本专利技术还提供一种宽调节范围的低电压治理方法，应用于第一方面中所述的宽调节范围的低电压治理装置，所述方法包括如下步骤：
16、采集目标电网的电网电压，并获取旁路开关k1的开闭状态；
17、基于所述开闭状态判断所述旁路开关k1是否闭合；
18、若所述旁路开关k1闭合，则判断所述电网电压是否高于预设的基准电压；
19、若所述电网电压不高于所述基准电压，则控制所述旁路开关k1开启，并将所述储能电池组切换至放电状态；
20、若所述电网电压高于所述基准电压，则通过电池管理系统判断储能电池组的是否处于充满状态；
21、若所述储能电池组已处于所述充满状态，则保持所述旁路开关k1的闭合状态，并控制pwm换流模块闭锁；
22、若所述储能电池组未处于所述充满状态，则控制所述旁路开关k1打开，并将所述储能电池组切换至充电状态；
23、若所述旁路开关k1未闭合，则判断所述电网电压是否高于预设的基准电压；
24、若所述电网电压不高于所述基准电压，则保持所述旁路开关k1的开启状态，并将所述储能电池组切换至放电状态；
25、若所述电网电压高于所述基准电压，则判断储能电池组的是否处于充满状态；
26、若所述储能电池组已处于所述充满状态，则控制所述旁路开关k1闭本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述装置包括储能电池组、电池管理系统、控制系统和有源补偿系统，所述控制系统连接至需要电压治理的目标电网的电网末端以采集所述目标电网的电网电压，所述控制系统还与所述有源补偿系统连接，所述有源补偿系统包括PWM换流模块、DC/DC变换模块和旁路模块，所述旁路模块包括并联至所述电网末端的旁路开关K1、第一晶闸管SCR1和第二晶闸管SCR2，所述旁路开关K1、所述第一晶闸管SCR1和所述第二晶闸管SCR2均与所述控制系统连接，所述旁路模块与所述PWM换流模块连接，所述PWM换流模块与所述DC/DC变换模块连接，所述DC/DC变换模块与所述储能电池组连接，所述电池管理系统与所述储能电池组连接以对所述储能电池组起到监测保护作用。
2.根据权利要求1所述的宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述PWM换流模块包括第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块和电容器C1，所述第一IGBT模块与所述第二IGBT模块串联构成第一整流桥桥臂，所述第三IGBT模块与所述第四IGBT模块串联构成第二整流桥桥臂，所述第
3.根据权利要求1所述的宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述DC/DC变换模块包括第五IGBT模块、第六IGBT模块和电抗器L1，所述第五IGBT模块和所述第六IGBT模块上均并联设置有续流二极管，所述第五IGBT模块与所述储能电池组并联连接，所述第六IGBT模块和所述电抗器L1均与所述储能电池组串联连接。
4.根据权利要求1所述的宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述控制系统包括检测模块、综合控制模块和IGBT控制模块，所述检测模块包括电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和所述电流互感器设置于所述电网末端，所述电压互感器和所述电流互感器的输出端与所述综合控制模块连接，所述IGBT控制模块分别与所述PWM换流模块和所述DC/DC变换模块连接，所述IGBT控制模块与所述综合控制模块连接。
5.根据权利要求1所述的宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述装置还包括高压控制系统，所述高压控制系统分别与所述电池管理系统和所述储能电池组连接，所述高压控制系统配置有用于控制所述储能电池组的总正接触器和总负接触器，所述高压控制系统还用于采集所述储能电池组的电池组电压和电池组电流。
6.根据权利要求5所述的宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述电池管理系统包括电池管理子系统和电池主控子系统，所述电池管理子系统分别与所述电池主控子系统和所述储能电池组连接，所述电池管理子系统用于监测所述储能电池组中单体电芯的电芯电压和电压温度，所述电池主控子系统包括：
7.根据权利要求1所述的宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述装置还包括储能变流器，所述储能变流器分别与所述控制系统和所述储能电池组连接，所述储能变流器用于对所述储能电池组起到保护作用。
8.一种宽调节范围的低电压治理方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7中任意一项所述的宽调节范围的低电压治理装置，所述方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的宽调节范围的低电压治理方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
10.根据权利要求8所述的宽调节范围的低电压治理方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述装置包括储能电池组、电池管理系统、控制系统和有源补偿系统，所述控制系统连接至需要电压治理的目标电网的电网末端以采集所述目标电网的电网电压，所述控制系统还与所述有源补偿系统连接，所述有源补偿系统包括pwm换流模块、dc/dc变换模块和旁路模块，所述旁路模块包括并联至所述电网末端的旁路开关k1、第一晶闸管scr1和第二晶闸管scr2，所述旁路开关k1、所述第一晶闸管scr1和所述第二晶闸管scr2均与所述控制系统连接，所述旁路模块与所述pwm换流模块连接，所述pwm换流模块与所述dc/dc变换模块连接，所述dc/dc变换模块与所述储能电池组连接，所述电池管理系统与所述储能电池组连接以对所述储能电池组起到监测保护作用。
2.根据权利要求1所述的宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述pwm换流模块包括第一igbt模块、第二igbt模块、第三igbt模块、第四igbt模块和电容器c1，所述第一igbt模块与所述第二igbt模块串联构成第一整流桥桥臂，所述第三igbt模块与所述第四igbt模块串联构成第二整流桥桥臂，所述第一igbt模块与所述第二igbt模块之间的连接部作为所述第一整流桥桥臂的交流输入端与所述目标电网连接，所述第三igbt模块与所述第四igbt模块之间的连接部作为所述第二整流桥桥臂的交流输入端与所述目标电网连接，所述第一整流桥桥臂与所述第二整流桥桥臂的两端作为直流输入端与所述dc/dc变换模块连接，所述电容器c1分别与所述第一整流桥桥臂和所述第二整流桥桥臂并联，所述第一igbt模块、所述第二igbt模块、所述第三igbt模块和所述第四igbt模块上均并联设置有续流二极管，所述第一igbt模块、所述第二igbt模块、所述第三igbt模块和所述第四igbt模块的控制端均与所述控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的宽调节范围的低电压治理装置，其特征在于，所述dc/dc变换模块包括第五igbt模块、第六igbt模块和电抗器l1，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：全宏伟，黄志国，唐文冰，冯尚飞，刘杰，卢祺，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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