CN103326454A - 一种移动式低压线路综合补偿系统 - Google Patents

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Abstract

一种移动式低压线路综合补偿系统，包括集成安装在车辆11上的低压小电流AC/DC变换装置1、太阳能光伏发电装置2、DC/DC变换器3、UPS系统4、蓄电池5、柴油发电机6、变频器7、单相/三相接口8和切换开关10；太阳能光伏发电装置2与DC/DC变换器3串联连接，蓄电池5、低压小电流AC/DC变换装置1和DC/DC变换器3并联后再连接至UPS装置4，UPS装置4连接至切换开关10，柴油发电机6连接至切换开关10，切换开关10连接至单相/三相接口8和变频器7。本方案能有效解决低压线路供电电压偏低的问题，提高供电质量，且具有移动性，能够在不同地点可靠及时地向负荷供电，提高了低电压补偿装置的利用效率。

Description

一种移动式低压线路综合补偿系统
技术领域
本发明涉及低压线路技术领域，特别涉及一种移动式低压线路综合补偿系统。
背景技术
我国农村、偏远山区和草原牧区等地区的配电网普遍存在供电半径过大、供电线路线径过细而导致线路末端供电电压偏低的问题，导致这些地区的用电设备经常无法正常使用。经常出现用户就供电质量差的问题进行投诉，造成了一定的不良社会影响，同时制约了供电量的增长，不利于我国经济的持续性发展。
目前供电部门、用电设备制造商和用户均积极采取各方面的措施来解决该问题。供电部门通过增设中压线路、缩短低压线路供电范围或加大低压线路线径等措施来提高低压线路末端供电电压，但受制于经济条件约束，很难在农村、偏远山区和草原牧区等这些地域广阔、地形复杂的区域内为用电量相对很小的用户进行这些改造。设备制造商努力提高设备的低电压工作能力，例如减小电机类设备的启动电流等，但这些措施仍不能从根本上解决低电压下设备无法正常工作的困难。用户为解决此问题也从技术上采取了多种措施，例如加装稳压器、加装无功补偿电容器，加装UPS等，但这些措施一方面对由于线路有功电压降所造成的线路末端低电压问题无能为力，另一方面难以承受购置这些解决措施设备的费用。
可以看到，目前所采用的各种技术措施难兼顾在解决供电线路末端电压偏低问题时的经济性和技术性。通过对存在供电电压偏低地区用户的用电情况进行分析后可以发现，绝大部分不能正常工作的用户设备及其使用具有如下特点：1、多数设备具有启动电流大的问题，而这正是这些设备不能正常工作的主要原因；2、多数负荷供电具有地理上的分散性且具有移动性，为固定式的供电电压偏低解决措施的设计带来了困难；3、多数负荷使用具有季节性和时间上的集中性，例如夏天空调的使用，农忙时节各种农机具的使用等。因此，如果能将现有各种低电压改善措施进行充分综合，结合上述分析的用户设备的用电特点，研究出针对性的移动式低压线路综合补偿系统，从而有效解决低压线路供电电压偏低的问题，提高供电质量，促进我国经济的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动式低压线路综合补偿系统。
本发明的技术方案为一种移动式低压线路综合补偿系统，包括集成安装在车辆11上的低压小电流AC/DC变换装置1、太阳能光伏发电装置2、DC/DC变换器3、UPS系统4、蓄电池5、柴油发电机6、变频器7、单相/三相接口8和切换开关10；
太阳能光伏发电装置2与DC/DC变换器3串联连接，蓄电池5、低压小电流AC/DC变换装置1和DC/DC变换器3并联后再连接至UPS装置4，UPS装置4连接至切换开关10，柴油发电机6连接至切换开关10，切换开关10连接至单相/三相接口8和变频器7。
而且，设置控制装置9，控制装置9与太阳能光伏发电装置2、DC/DC变换器3、低压小电流AC/DC变换装置1、蓄电池5、UPS装置4、柴油发电机6，变频器7和切换开关10分别连接。
而且，太阳能光伏发电装置2的太阳能电池板平铺安装于车辆11的顶部。
本发明的有益效果是：
本发明以UPS和柴油发电机作为供电电源，能够确保用户供电电压满足使用要求，其中UPS能满足小功率和短时负荷运行的需要，而柴油发电机能满足大容量和长时负荷运行的需要。蓄电池可利用低压供电系统进行小电流充电，不会对供电电压产生不利的影响，也可利用太阳能转换为直流电后进行充电，充分利用清洁能源，并可在具有光照的条件下随时进行充电。一般性负荷可通过单相/三相接口取电，而大启动电流负荷可通过变频器取电，减小了启动电流，避免了对其它负荷的冲击，也减小了对UPS和柴油发电机瞬时输出功率容量的需求。同时整个系统具有移动性，能够在不同地点可靠及时地向负荷供电，提高了低电压补偿装置的利用效率。整个系统能在技术上可靠地解决低压线路供电电压偏低所造成的用户设备无法正常运行的问题，同时具有很高的性价比。该移动式低压线路综合补偿系统能促进供电量的提升，提供供电质量，促进我国经济的进一步发展，具有很高的实用价值和推广应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例一的系统结构图。
图2是本发明实施例二的系统结构图。
具体实施方式   
以下结合附图和实施例详细说明本发明技术系统。
如图1所示，实施例一提供的一种移动式低压线路综合补偿系统包括有低电压小电流AC/DC变换装置1，太阳能光伏发电装置2及其DC/DC变换器3，UPS装置4，蓄电池5，柴油发电机6，变频器7，单相/三相接口8和切换开关10，车辆11。上述各组成部分集成安装于车辆11内，构成移动式系统。
上述各部分的连接关系为：太阳能光伏发电装置2与DC/DC变换器3串联连接，蓄电池5、低压小电流AC/DC变换装置1和DC/DC变换器3并联后再连接至UPS装置4，UPS装置4连接至切换开关10，柴油发电机6连接至切换开关10，切换开关10连接至单相/三相接口8和变频器7。 
该系统各部分的构成和原理是：
太阳能光伏发电装置2可通过购买市场上常规的太阳能发电系统得到，可平铺安装于车辆11的顶部，将太阳能转换为直流电能。
DC/DC变换器3采用基于电力电子技术的直流-直流变换技术，可将太阳能发电系统波动的输出直流电压变换为恒定的直流电压，向蓄电池5充电。DC/DC在本领域是直流转直流的惯用表达方式。DC/DC变换器3可通过购买市场上常规的产品得到，其工作时的内部控制也是目前成熟的技术。
低压小电流AC/DC变换装置1采用基于电力电子技术的交流-直流变换技术，将供电线路的较低的变动的交流电压变换为恒定的直流电压，向蓄电池5供电，在此过程中为不进一步降低线路电压，采用低电压小电流充电方式，例如电压可低至额定供电电压的40%，电流可控制于蓄电池5额定充电电流的50%。AC/DC在本领域是交流转直流的惯用表达方式。低压小电流AC/DC变换装置1可通过购买市场上常规的产品得到，其工作时的内部控制也是目前成熟的技术。
蓄电池5存储直流电能并向UPS装置4供电，可通过购买市场上常规的产品得到。
UPS装置4将蓄电池5提供的直流电能转换为工频（我国为50Hz）额定电压（我国为单相220V/三相380V）的交流电能，作为交流电源之一。UPS在本领域是不间断电源的惯用表达方式。UPS装置4可通过购买市场上常规的产品得到，其工作时的内部控制也是目前成熟的技术。
柴油发电机6通过利用柴油燃烧提供的能量转换为工频额定电压的交流电能，作为另一路交流电源，柴油发电机6可通过购买市场上常规的产品得到。
柴油发电机6和UPS装置4提供的两路交流电源送入至切换开关10，切换开关10为双输入单输出的单刀双掷开关，可通过就地控制选择柴油发电机6和UPS装置4提供的两路交流电源之一送至输出，向单相/三相接口8和逆变器7供电。切换开关10可通过购买市场上常规的产品得到。一般性用户设备，如照明负荷等可接在单相/三相接口8上取电，而启动电流较大的负荷，例如空调，水泵和农机具等可接在逆变器7上取电。
切换开关10的输出送至单相/三相接口8，单相/三相接口8实际上是常规的单相和三相插座，可配置不同插孔类型的多个插座来满足用户，并且可通过购买市场上常规的产品得到。
切换开关10的输出也可送至变频器7，变频器7的输出是频率和电压幅值均可变化的交流电，在向大启动电流用户设备供电时，可实现变频启动，有效地降低了这些设备的启动电流，确保正常启动，变频器7可通过购买市场上常规的产品得到，其工作时的内部控制也是目前成熟的技术。
车辆11可视具体的情况购买市场上常规的产品得到。
如图2所示实施例二提供的一种移动式低压线路综合补偿系统，基于实施例一所提供基本结构添加了集中的控制装置9。控制装置9与太阳能光伏发电装置2、DC/DC变换器3、低压小电流AC/DC变换装置1、蓄电池5、UPS装置4、柴油发电机6，变频器7和切换开关10分别连接。控制装置9和其他组成部分一起集成安装于车辆11内。
控制装置9获取太阳能光伏发电装置2、DC/DC变换器3、蓄电池5、UPS装置4、柴油发电机6，变频器7和切换开关10的状态，例如显示这些部分的输出电压、输出电流、输出功率、工作状态等信息，并向运行人员以集中方式进行显示，便于运行人员集中查看这些组成部分的实时运行信息。控制装置9可在需要时向柴油发电机6发出启动/停机命令，在选择两路供电电源时向切换开关10发出开关切换命令，根据需要向变频器7发出启动/停止命令，便于运行人员集中查看这些组成部分的实时运行信息。控制装置9可采用一台工控机实现，具体实施时，本领域技术人员可自行设置相应控制软件以支持自动控制。
本发明以UPS和柴油发电机作为供电电源，同时能满足小功率和短时负荷及大容量和长时负荷运行的需要。充分利用清洁太阳能和低压线路供电。整个系统具有移动性，能够在不同地点可靠及时地向负荷供电，提高了低电压补偿装置的利用效率。该移动式低压线路综合补偿系统能促进供电量的提升，提供供电质量，性价比很高，具有很高的实用价值和推广应用前景。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种移动式低压线路综合补偿系统，其特征在于：包括集成安装在车辆(11)上的低压小电流AC/DC变换装置(1)、太阳能光伏发电装置(2)、DC/DC变换器(3)、UPS系统(4)、蓄电池(5)、柴油发电机(6)、变频器(7)、单相/三相接口(8)和切换开关(10)；
太阳能光伏发电装置(2)与DC/DC变换器(3)串联连接，蓄电池(5)、低压小电流AC/DC变换装置(1)和DC/DC变换器(3)并联后再连接至UPS装置(4)，UPS装置(4)连接至切换开关(10)，柴油发电机(6)连接至切换开关(10)，切换开关(10)连接至单相/三相接口(8)和变频器(7)。
2.根据权利要求1所述移动式低压线路综合补偿系统，其特征在于：设置控制装置(9)，控制装置(9)与太阳能光伏发电装置(2)、DC/DC变换器(3)、低压小电流AC/DC变换装置(1)、蓄电池(5)、UPS装置(4)、柴油发电机(6)，变频器(7)和切换开关(10)分别连接。
3.根据权利要求1或2所述移动式低压线路综合补偿系统，其特征在于：太阳能光伏发电装置(2)的太阳能电池板平铺安装于车辆(11)的顶部。
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