[发明专利]一种节能配电网低电压补偿装置及方法

说明书

本发明公开了一种节能配电网低电压补偿装置及方法。该装置分为整流部分和逆变部分以及旁路单元；整流部分包括继电器QF1、滤波电容C1、交流电抗L1、IGBT管G1、整流二极管、光伏电池板；逆变部分包括继电器QF2、IGBT管G2、IGBT管G3、逆变电感L2、滤波电容C2；旁路单元包括双向晶闸管SCR；采用串联电压补偿方式，解决配电网低电压问题，装置只需提供部分负载功率；采用无变压器的直接串联方式，避免了变压器的损耗和非线性问题；与光伏发电相结合，工作模式进行切换，解决多台调压装置同时运行接入点电压太低问题，同时充分利用光伏发电，达到节能减排的效应。

技术领域

本发明属于电力电子控制领域，涉及一种节能配电网低电压补偿装置及方法。

背景技术

随着经济的不断发展，配电网的负载发生着巨大的变化，同时随着新家电、新负载设备的使用，诸多的配电网出现负荷较重的问题。由于线缆造成的压降，许多用户的进线电压低于220V，甚至低于160V。例如随着温室效应的影响，夏季的天气越来越热，许多的用户接入空调设备，但是在夏天最热的时间段，数量巨大的空调的接入，导致负荷较重，进线电压过低，空调无法满功率运行，甚至无法运行。一些地区进行了台区变压器及线路的改造，低电压问题得到了较大程度的改善，但是很大一部分地区因为投资成本问题、管理等问题，无法进行变压器、线路的改造。

这几年，兴起了低电压调压装置，其实质就是自耦调压器，通过自动的调节控制，将用户的进线端的电压抬升。但是当多台自耦调压器都接入之后，在其的公共连接点，因为后级电压的抬升，电流的提高，公共连接点的电压会严重下降，这样一方面后级电压的抬升效果会降低，同时公共点未使用自耦调压器的客户因为电压过低无法正常使用。同时自耦调压器存在重量大、体积大、效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决配电网的低电压补偿问题，提出一种新的节能配电网低电压补偿装置及方法，能够显著提高效率、减小体积重量，同时可以解决多台低电压补偿设备同时接入公共连接点电压过低的问题。

本发明的解决方案如下：

该节能配电网低电压补偿装置，分为整流部分和逆变部分以及旁路单元；整流部分包括继电器QF1、滤波电容C1、交流电抗L1、IGBT管G1、整流二极管、光伏电池板；逆变部分包括继电器QF2、IGBT管G2、IGBT管G3、逆变电感L2、滤波电容C2；旁路单元包括双向晶闸管SCR；

双向晶闸管SCR与滤波电容C2并联后串接在电网回路中；

继电器QF1和继电器QF2均为切换型继电器，光伏电池板的正极、负极分别接继电器QF1和继电器QF2的一个静触点；

继电器QF1的动触点分为两个支路，一个支路经交流电抗L1接至IGBT管G1与整流二极管之间的串联结点，另一个支路经滤波电容C1接至继电器QF2的动触点；

所述整流部分中的整流二极管、IGBT管G1与所述逆变部分中的IGBT管G2、IGBT管G3整体构成全桥形式；其中，IGBT管G2与IGBT管G3构成半桥，桥臂中点经逆变电感L2接至滤波电容C2的一端；与光伏电池板负极相连的静触点还同时连接至IGBT管G1与IGBT管G3之间的结点；

继电器QF1的另一个静触点作为支路接入电网回路；继电器QF2的另一个静触点接至滤波电容C2的另一端。

进一步的，“全桥”的两端还并联有一组串联电容，所述继电器QF2的另一个静触点还与这一组串联电容的中间结点相连。

该节能配电网低电压补偿装置的两种工况如下：

工况1：不控二极管整流+单相半桥逆变，不控二极管整流得到母线电压支撑，单相半桥逆变器作为电压源运行直接串入电网，逆变电网缺损电压，补偿电网电压。