CN110571813A - 一种基于储能调节的用户低电压治理方法及装置 - Google Patents

一种基于储能调节的用户低电压治理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于储能调节的用户低电压治理方法及装置，本发明用户低电压治理方法的步骤包括：基于配电用户低电压监测情况确定治理装置的安装位置；根据监测的低电压用户最低电压平均值与标准电压的偏差确定治理装置的安装容量；在安装位置根据安装容量安装治理装置；通过所述治理装置进行用户低电压治理。本发明是依据末端用户在负荷高峰期间出现低电压情况，选择合适的治理装置安装点和安装容量，以用户电压合格为控制目标进行电压控制，低电压治理效果好，能够大大提高用户电压合格率；同时通过部分有功功率的输出，可缓解配电变压器单相重过载问题，提高配电变压器的安全性及可靠性。

Description

一种基于储能调节的用户低电压治理方法及装置
技术领域
本发明涉及配电网储能及电压控制技术，具体涉及一种基于储能调节的用户低电压治理方法及装置。
背景技术
目前，农村地区配电半径场，负荷分散，存在配电变压器出口、首端用户电压合格，但末端用户在负荷高峰期间出现低电压情况，电压质量达不到要求，影响居民的正常用电，电压投诉问题突出。由于10kV母线电压、配电变压器出口电压均合格，末端用户低电压问题主要由于供电线路长、线径小、压降大引起，通过常规的调节10kV母线、配电变压器档位调整等手段不能满足电压调节要求；通过农网改造项目存在改造范围大、成本高、耗时长问题，短时间内难以满足广大地区电压质量提升需求。此外，由于负荷波动，在部分时段可能出现配电变压器单相重过载情况，严重时造成配电变压器烧毁事件。
近年来，储能技术在电网取得突破性应用，在主网削峰填谷发挥重要作用，综合有功无功和综合控制，通过有功控制和电压调节，实现电网良好功率和电压调节，已成为电网电压及功率调节的有效手段之一，但在解决用户低电压问题中没有应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于储能调节的用户低电压治理方法及装置，本发明是依据末端用户在负荷高峰期间出现低电压情况，选择合适的治理装置安装点和安装容量，以用户电压合格为控制目标进行电压控制，低电压治理效果好，能够大大提高用户电压合格率；同时，通过部分有功功率的输出，可缓解配电变压器单相重过载问题，提高配电变压器的安全性及可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于储能调节的用户低电压治理方法，实施步骤包括：
1）基于配电用户低电压监测情况确定治理装置的安装位置；
2）根据监测的低电压用户最低电压平均值与标准电压的偏差确定治理装置的安装容量；
3）在安装位置根据安装容量安装治理装置；
4）通过所述治理装置进行用户低电压治理：在负荷低谷期通过治理装置工作储存电能；在用户电压满足电压限值要求时，治理装置不工作；当监测到用户电压低于标准电压最低限值时，治理装置根据用户电压与标准电压之间的差值，再加上治理装置安装点监测电压之和作为目标电压进行控制以提升用户电压质量。
可选地，步骤1）的详细步骤包括：以年为周期，对配电变压器供带的所有用户的电压历史情况进行统计，确定负荷最大日低电压用户数量及分布范围，其中单相用户电压低于指定电压即为低电压用户；根据负荷最大日低电压用户监测情况，确定低电压用户集中区域为治理装置的安装位置。
可选地，所述治理装置的安装位置为低电压用户集中区域的电线杆塔上。
可选地，所述指定电压为198V，所述治理装置安装位置为线路电压在198V区域的电线杆塔上，且线路电压的偏差不超过3V。
可选地，步骤2）的详细步骤包括：
2.1）根据负荷最大日监测数据，统计所有低电压用户最低电压值，取所有最低电压平均值作为低电压统计值`U=average(U1，U2，......Un)，其中U1，U2，......Un为所有低电压用户最低电压值；
2.2）以220V作为标准电压值，计算低电压统计值`U与标准电压值的电压偏差ΔU，并将电压偏差ΔU作为治理装置补偿的电压差值；
2.3）监测治理装置的安装位置的三相电流值最大值I，根据电压偏差ΔU、三相电流值最大值I计算治理装置的安装容量P。
可选地，所述安装容量P为按三相同容量配置或根据三相负荷情况分相计算配置。
可选地，步骤2.3）中计算治理装置的安装容量的函数表达式为：
P=3×ΔU×I，
上式中，P为治理装置的安装容量，ΔU为电压偏差，I为三相电流值最大值。
可选地，步骤4）中在负荷低谷期通过治理装置工作储存电能具体是指：设定治理装置储能时间，对每日按时间区间I（0:00-8:00]、时间区间II（8:00-11:00]、时间区间III（11:00-13:00]、时间区间IV（13:00-18:00]、时间区间V（18:00-24:00]，优先选择储能装置在时间区间I进行充电，当储能装置不在时间区间I、且储能电量低于额定60%时，选择在时间区间II、时间区间IV进行充电，不允许在时间区间III、时间区间V进行充电。
可选地，步骤4）中作为目标电压进行控制以提升用户电压质量具体是指：将用户电压与标准电压之间的差值，再加上治理装置安装点监测电压之和作为目标控制电压进行电压闭环控制以提升用户电压质量，且治理装置具备三相功率转换功能，当某一相功率达不到负荷所需要求时由另外两相进行功率转换；当三相功率均达到满输出时，治理装置保持现状工作。
此外，本发明还提供一种基于储能调节的用户低电压治理装置，包括储能单元、双向功率单元和控制单元，所述储能单元通过双向功率单元与电网相连，所述双向功率单元的控制端和控制单元的输出端相连，所述控制单元被编程或配置为执行下述进行用户低电压治理的步骤：在负荷低谷期所述治理装置工作储存电能；在用户电压满足电压限值要求时，治理装置不工作；当监测到用户电压低于标准电压最低限值时，所述治理装置根据用户电压与标准电压差值，加上治理装置安装点监测电压之和作为目标电压进行控制以提升用户电压质量。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明基于配电用户低电压监测情况确定治理装置的安装位置；根据监测的低电压用户最低电压平均值与标准电压的偏差确定治理装置的安装容量；在安装位置根据安装容量安装治理装置；通过所述治理装置进行用户低电压治理。本发明是依据末端用户在负荷高峰期间出现低电压情况，选择合适的治理装置安装点和安装容量，以用户电压合格为控制目标进行电压控制，低电压治理效果好，能够大大提高用户电压合格率，能够确保居民用电稳定可靠；同时通过部分有功功率的输出，可缓解配电变压器单相重过载问题，提高配电变压器的安全性及可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例装置的基本结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例基于储能调节的用户低电压治理方法的实施步骤包括：
1）基于配电用户低电压监测情况确定治理装置的安装位置；
2）根据监测的低电压用户最低电压平均值与标准电压的偏差确定治理装置的安装容量；
3）在安装位置根据安装容量安装治理装置；
4）通过治理装置进行用户低电压治理：在负荷低谷期通过治理装置工作储存电能；在用户电压满足电压限值要求时，治理装置不工作；当监测到用户电压低于标准电压最低限值时，治理装置根据用户电压与标准电压之间的差值，再加上治理装置安装点监测电压之和作为目标电压进行控制以提升用户电压质量。
本实施例步骤1）的详细步骤包括：以年为周期，对配电变压器供带的所有用户的电压历史情况进行统计，确定负荷最大日低电压用户数量及分布范围，其中单相用户电压低于指定电压即为低电压用户；根据负荷最大日低电压用户监测情况，确定低电压用户集中区域为治理装置的安装位置。
本实施例中，治理装置的安装位置为低电压用户集中区域的电线杆塔上。
本实施例中，指定电压为198V，治理装置的安装位置为线路电压在198V区域的电线杆塔上，且线路电压的偏差不超过3V，该安装位置为最佳安装位置，治理效果最好。
本实施例中，步骤2）的详细步骤包括：
2.1）根据负荷最大日监测数据，统计所有低电压用户最低电压值，取所有最低电压平均值作为低电压统计值`U=average(U1，U2，......Un)，其中U1，U2，......Un为所有低电压用户最低电压值；
2.2）以220V作为标准电压值，计算低电压统计值`U与标准电压值的电压偏差ΔU（即：ΔU=220-U），并将电压偏差ΔU作为治理装置补偿的电压差值；
2.3）监测治理装置的安装位置的三相电流值最大值I，根据电压偏差ΔU、三相电流值最大值I计算治理装置的安装容量P。本实施例中，安装容量P为按三相同容量配置，此外也可根据三相负荷情况分相计算配置。
本实施例中，步骤2.3）中计算治理装置的安装容量的函数表达式为：
P=3×ΔU×I，
上式中，P为治理装置的安装容量，ΔU为电压偏差，I为三相电流值最大值。
本实施例中，步骤4）中在负荷低谷期通过治理装置工作储存电能具体是指：设定治理装置储能时间，对每日按时间区间I（0:00-8:00]、时间区间II（8:00-11:00]、时间区间III（11:00-13:00]、时间区间IV（13:00-18:00]、时间区间V（18:00-24:00]，优先选择储能装置在时间区间I进行充电，当储能装置不在时间区间I、且储能电量低于额定60%时，选择在时间区间II、时间区间IV进行充电，不允许在时间区间III、时间区间V进行充电。
本实施例中，步骤4）中作为目标电压进行控制以提升用户电压质量具体是指：将用户电压与标准电压之间的差值，再加上治理装置安装点监测电压之和作为目标控制电压进行电压闭环控制以提升用户电压质量，且治理装置具备三相功率转换功能，当某一相功率达不到负荷所需要求时由另外两相进行功率转换；当三相功率均达到满输出时，治理装置保持现状工作。步骤4）中，判断所有用户电压满足电压限值要求时，治理装置不工作；当监测到超多两个用户电压值低于标准电压最低限值时，治理装置以所有低用户最低电压与标准电压差值，加上治理装置安装点实测电压之和作为目标控制电压，以此进行电压闭环控制，达到提升用户电压的目的。治理装置具备三相功率转换功能，当某一相功率达不到负荷所需要求时，可由另外两相进行功率转换；当三相功率均达到满输出时，治理装置保持现状工作。
如图2所示，本实施例还提供一种基于储能调节的用户低电压治理装置，包括储能单元（可采用蓄电池、超级电容等储能设备）、双向功率单元和控制单元，储能单元通过双向功率单元与电网相连，双向功率单元的控制端和控制单元的输出端相连，控制单元被编程或配置为执行下述进行用户低电压治理的步骤：在负荷低谷期治理装置工作储存电能；在用户电压满足电压限值要求时，治理装置不工作；当监测到用户电压低于标准电压最低限值时，治理装置根据用户电压与标准电压差值，加上治理装置安装点监测电压之和作为目标电压进行控制以提升用户电压质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于实施步骤包括：
1）基于配电用户低电压监测情况确定治理装置的安装位置；
2）根据监测的低电压用户最低电压平均值与标准电压的偏差确定治理装置的安装容量；
3）在安装位置根据安装容量安装治理装置；
4）通过所述治理装置进行用户低电压治理：在负荷低谷期通过治理装置工作储存电能；在用户电压满足电压限值要求时，治理装置不工作；当监测到用户电压低于标准电压最低限值时，治理装置根据用户电压与标准电压之间的差值，再加上治理装置安装点监测电压之和作为目标电压进行控制以提升用户电压质量。
2.根据权利要求1所述的基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于，步骤1）的详细步骤包括：以年为周期，对配电变压器供带的所有用户的电压历史情况进行统计，确定负荷最大日低电压用户数量及分布范围，其中单相用户电压低于指定电压即为低电压用户；根据负荷最大日低电压用户监测情况，确定低电压用户集中区域为治理装置的安装位置。
3.根据权利要求2所述的基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于，所述治理装置的安装位置为低电压用户集中区域的电线杆塔上。
4.根据权利要求2所述的基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于，所述指定电压为198V，所述治理装置最佳安装位置为线路电压198V区域的电线杆塔上，且线路电压的偏差不超过3V。
5.根据权利要求1所述的基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于，步骤2）的详细步骤包括：
2.1）根据负荷最大日监测数据，统计所有低电压用户最低电压值，取所有最低电压平均值作为低电压统计值`U=average(U1，U2，......Un)，其中U1，U2，......Un为所有低电压用户最低电压值，average表示取平均值；
2.2）以220V作为标准电压值，计算低电压统计值`U与标准电压值的电压偏差ΔU，并将电压偏差ΔU作为治理装置补偿的电压差值；
2.3）监测治理装置的安装位置的三相电流值最大值I，根据电压偏差ΔU、三相电流值最大值I计算治理装置的安装容量P。
6.根据权利要求5所述的基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于，所述安装容量P为按三相同容量配置或根据三相负荷情况分相计算配置。
7.根据权利要求5所述的基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于，步骤2.3）中计算治理装置的安装容量的函数表达式为：
P=3×ΔU×I，
上式中，P为治理装置的安装容量，ΔU为电压偏差，I为三相电流值最大值。
8.根据权利要求1所述的基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于，步骤4）中在负荷低谷期通过治理装置工作储存电能具体是指：设定治理装置储能时间，对每日按时间区间I（0:00-8:00]、时间区间II（8:00-11:00]、时间区间III（11:00-13:00]、时间区间IV（13:00-18:00]、时间区间V（18:00-24:00]，优先选择储能装置在时间区间I进行充电，当储能装置不在时间区间I、且储能电量低于额定60%时，选择在时间区间II、时间区间IV进行充电，不允许在时间区间III、时间区间V进行充电。
9.根据权利要求1所述的基于储能调节的用户低电压治理方法，其特征在于，步骤4）中作为目标电压进行控制以提升用户电压质量具体是指：将用户电压与标准电压之间的差值，再加上治理装置安装点监测电压之和作为目标控制电压进行电压闭环控制以提升用户电压质量，且治理装置具备三相功率转换功能，当某一相功率达不到负荷所需要求时由另外两相进行功率转换；当三相功率均达到满输出时，治理装置保持现状工作。
10.一种基于储能调节的用户低电压治理装置，包括储能单元、双向功率单元和控制单元，所述储能单元通过双向功率单元与电网相连，所述双向功率单元的控制端和控制单元的输出端相连，其特征在于，所述控制单元被编程或配置为执行下述进行用户低电压治理的步骤：在负荷低谷期所述治理装置工作储存电能；在用户电压满足电压限值要求时，治理装置不工作；当监测到用户电压低于标准电压最低限值时，所述治理装置根据用户电压与标准电压差值，加上治理装置安装点监测电压之和作为目标电压进行控制以提升用户电压质量。
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