CN112054516A - 一种含分布式电源工业园区分级供电架构、方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种含分布式电源工业园区分级供电架构、方法及设备，其中供电架构总共分为三级供电，一级供电由第一主进线为第一母线提供稳定的电源支撑，在第一主进线正常条件下，由第一母线为第二母线提供稳定的电源支撑，第一母线经由第二母线为第三母线提供稳定的电源支撑，而在发生电压暂降的情况下，利用动态电压恢复器以及分布式电源来维持第二母线以及第三母线的电压稳定，保证了电能质量，解决了在未来分布式电源规模化接入园区的背景下，如何在利用传统电能质量补偿装置进行优质供电的基础上，充分考虑分布式电源的电能质量提升作用，构建分布式电源接入后的园区优质供电新技术和方案的技术问题。

Description

一种含分布式电源工业园区分级供电架构、方法及设备

技术领域

本申请涉及供电技术领域，尤其涉及一种含分布式电源工业园区分级供电架构、方法及设备。

背景技术

随着工业园区内精密实验仪器、变频调速设备、自动化生产线以及计算机系统等各种敏感设备对供电可靠性的要求不断提高，可实现优质高效电力供给的定制电力技术得到了广泛关注。其中，作为定制电力技术应用的一个重要方面，一种优质电力园区(premiumpower park,PPP)的理念今年来也得到了不断推进和发展提出。传统的优质电力园区通常是指在一个设定的区域内，综合利用各种电能质量补偿装置提供不同的电能品质来满足不同电力用户的需求，实现不同电能质量等级的分级供电。此外，随着分布式电源的发展，传统优质电力园区将逐渐规模化的接入可再生能源等分布式电源。分布式发电采用电力电子接口，具有灵活的输出功率调节和电压控制能力，可在一定程度上改善电能质量和提高供电可靠性。

现有研究已开展了一些优质电力园区的分级供电方案的探索性研究，但这些分级供电方案是依靠传统电能质量装置而实现的，未考虑分布式电源的电能质量治理作用，也只适用于不含分布式电源的园区结构。因此，在未来分布式电源规模化接入园区的背景下，如何在利用传统电能质量补偿装置进行优质供电的基础上，充分考虑分布式电源的电能质量提升作用，构建分布式电源接入后的园区优质供电新技术和方案，是本领域技术人员急需解决的。

发明内容

本申请提供了一种含分布式电源工业园区分级供电架构、方法及设备，解决了在未来分布式电源规模化接入园区的背景下，如何在利用传统电能质量补偿装置进行优质供电的基础上，充分考虑分布式电源的电能质量提升作用，构建分布式电源接入后的园区优质供电新技术和方案的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种含分布式电源工业园区分级供电架构，所述架构包括：

第一主进线，所述第一主进线为第一110kV变电站的出线，所述第一主进线经过第一降压变压器以及第一配电线与第一母线连接；

所述第一母线与动态电压恢复器的第一端连接，所述动态电压恢复器的第二端与第二母线连接；

所述第二母线经过第二配电线以及第二降压变压器与第三母线连接；

所述第三母线与预设容量的分布式电源连接。

可选地，还包括：

第二主进线，所述第二主进线为第二110kV变电站的出线，所述第二主进线经过第三降压变压器以及第一配电线与第四母线连接；

所述第一主进线与所述第二主进线之间通过快切开关连接；

所述动态电压恢复器的第一端接入所述快切开关的连接点。

可选地，所述第四母线上并接有新型静止无功补偿器。

可选地，所述第一母线接入一级敏感负荷；

所述第二母线接入二级敏感负荷；

所述第三母线接入三级敏感负荷。

本申请第二方面提供一种含分布式电源工业园区分级供电方法，基于本申请第一方面所述的含分布式电源工业园区分级供电架构，所述方法包括：

当检测到第一主进线发生故障，以及第一母线发生电压暂降时，判断第二母线是否发生电压暂降，若是，则投入动态电压恢复器，否则断开所述动态电压恢复器。

可选地，所述投入动态电压恢复器之后还包括：

经过预设时间后再次判断所述第二母线是否发生电压暂降，若是，则快切开关动作，所述动态电压恢复器退出，以使得第二主进线接入，所述第一主进线退出，若否，则返回判断所述第一母线是否发生电压暂降。

可选地，所述快切开关动作，所述动态电压恢复器退出后还包括：

判断所述第三母线是否发生电压暂降，若是，则分布式电源运行至电压调节模式，否则，所述分布式电源运行至恒功率模式。

本申请第三方面提供一种含分布式电源工业园区分级供电设备，所述设备包括：

第一处理单元，用于当检测到第一主进线发生故障，以及第一母线发生电压暂降时，判断第二母线是否发生电压暂降，若是，则投入动态电压恢复器，否则断开所述动态电压恢复器。

可选地，还包括：

第二处理单元，用于经过预设时间后再次判断所述第二母线是否发生电压暂降，若是，则快切开关动作，所述动态电压恢复器退出，以使得第二主进线接入，所述第一主进线退出，若否，则返回判断所述第一母线是否发生电压暂降。

可选地，还包括：

第三处理单元，用于判断所述第三母线是否发生电压暂降，若是，则分布式电源运行至电压调节模式，否则，所述分布式电源运行至恒功率模式。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种含分布式电源工业园区分级供电架构，总共分为三级供电，一级供电由第一主进线为第一母线提供稳定的电源支撑，在第一主进线正常条件下，由第一母线为第二母线提供稳定的电源支撑，第一母线经由第二母线为第三母线提供稳定的电源支撑，而在发生电压暂降的情况下，利用动态电压恢复器以及分布式电源来维持第二母线以及第三母线的电压稳定，保证了电能质量，解决了在未来分布式电源规模化接入园区的背景下，如何在利用传统电能质量补偿装置进行优质供电的基础上，充分考虑分布式电源的电能质量提升作用，构建分布式电源接入后的园区优质供电新技术和方案的技术问题。

附图说明

图1为本申请中一种含分布式电源工业园区分级供电架构的架构图；

图2为本申请中一种含分布式电源工业园区分级供电方法的方法流程图；

图3为本申请中一种含分布式电源工业园区分级供电设备的结构示意图；

其中，附图标记为：

01、第一主进线；02、第二主进线；11、第一降压变压器；12、第二降压变压器；13、第三降压变压器；21、第一配电线；22、第二配电线；31、第一母线；32、第二母线；33、第三母线；34、第四母线；DVR、动态电压恢复器；DG、分布式电源；FASTRAN、快切开关；ASVC、新型静止无功补偿器；L1、一级敏感负荷；L2、二级敏感负荷；L3、三级敏感负荷。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请设计了一种含分布式电源工业园区分级供电架构、方法及设备，解决了在未来分布式电源规模化接入园区的背景下，如何在利用传统电能质量补偿装置进行优质供电的基础上，充分考虑分布式电源的电能质量提升作用，构建分布式电源接入后的园区优质供电新技术和方案的技术问题。

为了便于理解，请参阅图1，图1为本申请实施例中一种含分布式电源工业园区分级供电架构的架构图，如图1所示，包括：

第一主进线01，第一主进线01为第一110kV变电站Ⅰ的出线，第一主进线01经过第一降压变压器11以及第一配电线21与第一母线31连接；

第一母线31与动态电压恢复器DVR的第一端连接，动态电压恢复器DVR的第二端与第二母线32连接；

第二母线32经过第二配电线22以及第二降压变压器12与第三母线33连接；

第三母线33与预设容量的分布式电源DG连接。

进一步地，还包括：

第二主进线02，第二主进线02为第二110kV变电站Ⅱ的出线，第二主进线02经过第三降压变压器13以及第一配电线21与第四母线34连接；

第一主进线01与第二主进线02之间通过快切开关FASTRAN连接；

动态电压恢复器DVR的第一端接入快切开关FASTRAN的连接点。

进一步地，第四母线34上并接有新型静止无功补偿器ASVC。

进一步地，第一母线31接入一级敏感负荷L1；

第二母线32接入二级敏感负荷L2；

第三母线33接入三级敏感负荷L3。

本申请实施例中，提供了一种含分布式电源DG工业园区分级供电架构，总共分为三级供电，一级供电由第一主进线01为第一母线31提供稳定的电源支撑，在第一主进线01正常条件下，由第一母线31为第二母线32提供稳定的电源支撑，第一母线31经由第二母线32为第三母线33提供稳定的电源支撑，而在发生电压暂降的情况下，利用动态电压恢复器DVR以及分布式电源DG来维持第二母线32以及第三母线33的电压稳定，保证了电能质量，解决了在未来分布式电源DG规模化接入园区的背景下，如何在利用传统电能质量补偿装置进行优质供电的基础上，充分考虑分布式电源DG的电能质量提升作用，构建分布式电源DG接入后的园区优质供电新技术和方案的技术问题。

请参阅图2，图2为本申请实施例中一种含分布式电源DG工业园区分级供电方法的方法流程图，基于如图1所述的含分布式电源工业园区分级供电架构，如图2所示，包括：

201、当检测到第一主进线01发生故障，以及第一母线31发生电压暂降时，判断第二母线32是否发生电压暂降，若是，则投入动态电压恢复器DVR，否则断开动态电压恢复器DVR；

202、经过预设时间后再次判断第二母线32是否发生电压暂降，若是，则快切开关FASTRAN动作，动态电压恢复器DVR退出，以使得第二主进线02接入，第一主进线01退出，若否，则返回判断第一母线31是否发生电压暂降；

203、判断第三母线33是否发生电压暂降，若是，则分布式电源DG运行至电压调节模式，否则，分布式电源DG运行至恒功率模式。

需要说明的是，本申请实施例提供的含分布式电源工业园区分级供电方法分为三级供电，具体分为：

第一级供电：在园区正常运行时，第一110kV变电站Ⅰ经由第一主进线01为第一母线31提供稳定的电源支撑，实现第一母线31上负荷的第一级供电。第一级供电仅在园区的第一主进线01无故障条件下可保证正常的电源提供，适用于对电压暂降敏感度低的一级敏感负荷L1。

第二级供电：在第一主进线01正常条件下，第一母线31为第二母线32提供正常工作电源，保证第二母线32所接负荷的正常供电；

在第一主进线01故障条件下，检测到第二母线32发生电压暂降后，动态电压恢复器DVR立即投入，将第二母线32电压补偿至动态电压恢复器DVR设定的目标值，通常来说，该目标值为额定电压，持续运行直至第二母线32电压达到目标值或动态电压恢复器DVR能量耗尽为止；

在动态电压恢复器DVR投入后，持续检测第二母线32的电压大小，若动态电压恢复器DVR投入预设时间后第二母线32电压仍然出现电压暂降，则表明动态电压恢复器DVR能量已耗尽，此时快切开关FASTRAN立即投入，从而将第二主进线02接入而第一主进线01退出，同时由于新型静止无功补偿器ASVC始终投入并接在第二主进线02上，从而防止了快切开关FASTRAN投入瞬间引发的第二主进线02电压闪变；

在快切开关FASTRAN投入后，动态电压恢复器DVR立即退出运行，此时由第二主进线02为第二母线32提供正常工作电源，确保第二母线32上的负荷正常供电。第二级供电在动态电压恢复器DVR，快切开关FASTRAN以及第二主进线02的共同作用下，在园区第一主进线01接线正常条件和故障条件下均能为园区的负荷提供一定时间的正常供电，仅在动态电压恢复器DVR能量耗尽，且第一主进线01、第二主进线02共同故障情况下，才无法对负荷进行正常供电。因此，第二级供电相对于第一级供电，提供了更高电能质量等级的供电水瓶，适用于对电压暂降敏感度中等的二级敏感负荷L2。

第三级供电：在第一主进线01正常条件下，第一母线31经由第二母线32为第三母线33提供正常工作电源，保证第三母线33所接负荷的正常供电；

在第一主进线01故障条件下，当第二级供电由于第二主母线02故障无法支撑第二母线32正常供电时，检测到第三母线33发生电压暂降后，分布式电源DG运行至电压调节模式，作为第三母线33新的供电电源，确保第三母线33上的负荷的正常供电。当第二级供电的第二主母线02正常提供供电时，检测到第三母线33不发生电压暂降后，分布式电源DG保证正常的恒功率模式，为第三母线33上的负荷提供一部分恒定功率支撑。

第三级供电在第二级供电以及分布式电源DG的共同作用下，在园区第一主进线01或第二主进线02正常条件下、故障条件下，均能为该区域的负荷正常供电，仅在分布式电源DG出现故障时才无法为负荷正常供电。因此，第三级供电相对于第一级供电和第二级供电，提供了更高电能质量等级的供电水平，适用于对电压暂降敏感度高的三级敏感负荷L3。

本申请实施例中，提供了一种含分布式电源DG工业园区分级供电方法，总共分为三级供电，一级供电由第一主进线01为第一母线31提供稳定的电源支撑，在第一主进线01正常条件下，由第一母线31为第二母线32提供稳定的电源支撑，第一母线31经由第二母线32为第三母线33提供稳定的电源支撑，而在发生电压暂降的情况下，利用动态电压恢复器DVR以及分布式电源DG来维持第二母线32以及第三母线33的电压稳定，保证了电能质量，解决了在未来分布式电源DG规模化接入园区的背景下，如何在利用传统电能质量补偿装置进行优质供电的基础上，充分考虑分布式电源DG的电能质量提升作用，构建分布式电源DG接入后的园区优质供电新技术和方案的技术问题。

请参阅图3，图3为本申请实施例中一种含分布式电源DG工业园区分级供电设备的结构示意图，如图3所示，包括：

第一处理单元301，用于当检测到第一主进线01发生故障，以及第一母线31发生电压暂降时，判断第二母线32是否发生电压暂降，若是，则投入动态电压恢复器DVR，否则断开动态电压恢复器DVR；

第二处理单元302，用于经过预设时间后再次判断第二母线32是否发生电压暂降，若是，则快切开关FASTRAN动作，动态电压恢复器DVR退出，以使得第二主进线02接入，第一主进线01退出，若否，则返回判断第一母线31是否发生电压暂降；

第三处理单元303，用于判断第三母线33是否发生电压暂降，若是，则分布式电源DG运行至电压调节模式，否则，分布式电源DG运行至恒功率模式。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种含分布式电源工业园区分级供电架构，其特征在于，包括：

第一主进线，所述第一主进线为第一110kV变电站的出线，所述第一主进线经过第一降压变压器以及第一配电线与第一母线连接；

所述第一母线与动态电压恢复器的第一端连接，所述动态电压恢复器的第二端与第二母线连接；

所述第二母线经过第二配电线以及第二降压变压器与第三母线连接；

所述第三母线与预设容量的分布式电源连接。

2.根据权利要求1所述的含分布式电源工业园区分级供电架构，其特征在于，还包括：

第二主进线，所述第二主进线为第二110kV变电站的出线，所述第二主进线经过第三降压变压器以及第一配电线与第四母线连接；

所述第一主进线与所述第二主进线之间通过快切开关连接；

所述动态电压恢复器的第一端接入所述快切开关的连接点。

3.根据权利要求2所述的含分布式电源工业园区分级供电架构，其特征在于，所述第四母线上并接有新型静止无功补偿器。

4.根据权利要求1所述的含分布式电源工业园区分级供电架构，其特征在于，所述第一母线接入一级敏感负荷；

所述第二母线接入二级敏感负荷；

所述第三母线接入三级敏感负荷。

5.一种含分布式电源工业园区分级供电方法，基于权利要求1至4任意一项所述的含分布式电源工业园区分级供电架构，其特征在于，包括：

当检测到第一主进线发生故障，以及第一母线发生电压暂降时，判断第二母线是否发生电压暂降，若是，则投入动态电压恢复器，否则断开所述动态电压恢复器。

6.根据权利要求5所述的含分布式电源工业园区分级供电方法，其特征在于，所述投入动态电压恢复器之后还包括：

经过预设时间后再次判断所述第二母线是否发生电压暂降，若是，则快切开关动作，所述动态电压恢复器退出，以使得第二主进线接入，所述第一主进线退出，若否，则返回判断所述第一母线是否发生电压暂降。

7.根据权利要求6所述的含分布式电源工业园区分级供电方法，其特征在于，所述快切开关动作，所述动态电压恢复器退出后还包括：

判断所述第三母线是否发生电压暂降，若是，则分布式电源运行至电压调节模式，否则，所述分布式电源运行至恒功率模式。

8.一种含分布式电源工业园区分级供电设备，其特征在于，包括：

第一处理单元，用于当检测到第一主进线发生故障，以及第一母线发生电压暂降时，判断第二母线是否发生电压暂降，若是，则投入动态电压恢复器，否则断开所述动态电压恢复器。

9.根据权利要求8所述的含分布式电源工业园区分级供电设备，其特征在于，还包括：

第二处理单元，用于经过预设时间后再次判断所述第二母线是否发生电压暂降，若是，则快切开关动作，所述动态电压恢复器退出，以使得第二主进线接入，所述第一主进线退出，若否，则返回判断所述第一母线是否发生电压暂降。

10.根据权利要求9所述的含分布式电源工业园区分级供电设备，其特征在于，还包括：

第三处理单元，用于判断所述第三母线是否发生电压暂降，若是，则分布式电源运行至电压调节模式，否则，所述分布式电源运行至恒功率模式。

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