[发明专利]一种配电网供电电压偏差及中断治理装置及其控制方法

说明书

本发明提供了一种配电网供电电压偏差及中断治理装置及其控制方法，该治理装置具有退出、运行两种状态，在运行状态下又细分为五种工作模式，分别为待机模式、电池组充放电模式、低电压补偿模式、高电压补偿模式和供电中断补偿模式。采用本发明的控制策略和切换逻辑，结合合理的参数定值，该治理装置各种运行状态、补偿模式下的拓扑清晰、补偿目标明确，能够在进行低电压、过电压、供电中断综合治理的同时，实现兼顾无功功率补偿、功率因数提升、降低网损和削峰填谷。

技术领域

本发明涉及配网技术领域，尤其涉及一种配电网供电电压偏差及中断治理装置及其控制方法。

背景技术

电压作为电能质量的一个重要评价指标，是保障供电服务的基本条件，事关和谐供用电关系的构建和服务社会经济发展的能力。近年来，我国社会经济持续稳定发展，城乡居民消费水平不断提高，特别是受国家“家电下乡”等系列惠民政策的激励，农村用电需求一直保持较快增长趋势，农村配电网建设改造相对滞后，致使部分区域的供电电压偏低（电压值低于国家标准所规定的电压下限值，简称“低电压”），引起设备工作异常，已不能很好满足农村居民正常生产生活用电需求。经调研统计，目前配网负荷具有早晚两个高峰，早间负荷高峰一般在11:00～14:00左右出现，而晚间负荷高峰一般出现在17:00～20:00之间。

与配网低电压问题同时存在的还有配网高电压问题，如凌晨0:00～清晨5:00，此时配网低压用户末端电压会出现10%～15%的电压提升。高电压会使设备损坏，寿命下降，同样会影响农村居民正常生产生活用电需求。由于农村配电网多以架空线路为主，易发生雷击、短路、接地等故障，导致线路跳闸进而引发供电电压中断，恢复供电时间长，供电可靠性低。

目前低压配网调压技术手段主要有投切并联电容器和变压器分接头调节，由于并联电容器主要加装于配网台区变压器低压侧，对末端的低电压问题无能为力，而安装于负荷侧的少量并联电容器在空载时间段又容易产生无功返送、末端电压过高等问题，农网的自然功率因数较高进一步降低了采用并联电容器调压的可行性。变压器分接头切换需要停电操作，无法自动切换，自动化程度低，灵活性差，一般不作为配网的短时调压措施使用。目前配网缺乏有效的电压补偿装置，现有技术通过无功功率功率、抵消线路感性电抗、调节变压器分接头等均效果欠佳，对供电中断更是无能为力。

发明内容

本发明提供了一种配电网供电电压偏差及中断治理装置及其控制方法，本发明的装置安装于频繁出现过电压、低电压和电压中断问题的配网线路末端，靠近用电负荷安装,将三台单相串联变压器接入电源和负载中间，通过三台单相串联变压器注入电网一个电压波形，与电网电压波形反向叠加后，为负荷供电，使负荷端电压得到降低。本发明采用如下技术方案：

一种配电网供电电压偏差及中断治理装置，该治理装置包括电源侧A相、B相、C相接线端子，电源侧进线断路器Q₁，变压器网侧对地短接断路器Q₂，A相、B相、C相串联变压器，负荷侧出线断路器Q₃，装置旁路断路器Q₄，负荷侧A相、B相、C相接线端子，A相、B相、C相上桥臂二极管和IGBT，A相、B相、C相下桥臂二极管和IGBT、直流储能电池组、A相、B相、C相滤波阻尼电阻器Ra、Rb、Rc，A相、B相、C相滤波电容器Ca、Cb、Cc；

电源侧A相、B相、C相三相交流电压源分别和电源侧A相、B相、C相接线端子相连；

电源侧进线断路器Q₁的上口分别和电源侧A相、B相、C相接线端子连接，电源侧进线断路器Q₁的下口分别和A相、B相、C相串联变压器的一次绕组的非同名端连接；

变压器网侧对地短接断路器Q₂的上口与电源侧进线断路器Q₁的下口连接，所述变压器网侧对地短接断路器Q₂的下口接地；