CN207251210U - 一种电压暂降治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电压暂降治理系统，涉及电能质量分析技术领域，用于提高负荷侧措施治理电压暂降的效果和可靠性。所述电压暂降治理系统包括敏感负荷、直流母线以及分别与敏感负荷和直流母线连接的电信号采集装置；其中，直流母线与敏感负荷通过单向开关连接，敏感负荷通过固态切换开关分别与交流系统和备用系统连接；电信号采集装置用于采集敏感负荷的母线电压以及直流母线的输出电量，电信号采集装置的信号输出端与控制处理器连接；控制处理器分别与直流母线和固态切换开关连接。本实用新型提供的电压暂降治理系统用于治理电力系统的电压暂降。

Description

一种电压暂降治理系统

技术领域

本实用新型涉及电能质量分析技术领域，尤其涉及一种电压暂降治理系统。

背景技术

在各类电能质量问题中，电压暂降和电压短时中断是发生频率最高、影响最为严重的一类问题。电压暂降通常是指电力系统中某点工频电压有效值突然低至0.1p.u.～0.9p.u.，并在暂降持续10ms～1min后恢复正常的现象。电压短时中断是指电压有效值降低至接近于零并持续一定的时间，因此电压短时中断可看作是一种特殊的、幅值下降特别严重的电压暂降。

目前，电网系统发生短路故障是引起电压暂降的主要原因，为了治理电压暂降，通常会在电网系统的负荷侧安装电压暂降治理装置，即采取负荷侧措施。常用的电压暂降治理装置为：不间断电源(Uninterruptible Power Suply，简称UPS)、动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer，简称DVR)、固态切换开关(Solid-State Transfer Switch，简称SSTS)、接触器电压暂降智能保护器(LSP)、快速储能系统以及直流支撑系统等。

然而，由于现有的负荷侧措施一般采用分布式治理，具体是将各电压暂降治理装置与电网系统中的各敏感负荷一一配对，使得各电压暂降治理装置只能调节与之配对的敏感负荷，导致各电压暂降治理装置的利用率较低，容易造成资源浪费；而且，一旦有个别的电压暂降治理装置工作失效，那么即使其他的电压暂降治理装置能够正常工作，部分敏感负荷仍会受到电压暂降的威胁，导致负荷侧措施治理电压暂降的效果和可靠性均较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电压暂降治理系统，用于提高负荷侧措施治理电压暂降的效果和可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种电压暂降治理系统，包括敏感负荷、直流母线以及分别与敏感负荷和直流母线连接的电信号采集装置；其中，

直流母线与敏感负荷通过单向开关连接，敏感负荷通过固态切换开关分别与交流系统和备用系统连接；

电信号采集装置用于采集敏感负荷的母线电压以及直流母线的输出电量，电信号采集装置的信号输出端与控制处理器连接；

控制处理器分别与直流母线和固态切换开关连接，控制处理器用于控制直流母线的输出电压，以及用于在直流母线的输出电量小于第一阈值时，控制固态切换开关将敏感负荷切换至备用系统运行；

单向开关在敏感负荷的母线电压小于直流母线的输出电压时导通。

与现有技术相比，本实用新型提供的电压暂降治理系统具有如下有益效果：

在本实用新型提供的电压暂降治理系统中，设置电信号采集装置分别与敏感负荷和直流母线连接，并将电信号采集装置的信号输出端与控制处理器连接，而控制处理器又分别与直流母线和固态切换开关连接，由于敏感负荷通过单向开关与直流母线连接，且敏感负荷通过固态切换开关分别与交流系统和备用系统连接，此时，如果敏感负荷的母线电压小于直流母线的输出电压，单向开关导通，直流母线可以快速可靠的向敏感负荷供电，以使得敏感负荷的母线电压尽快恢复至正常范围；之后，如果电信号采集装置采集的直流母线的输出电量小于第一阈值，那么控制处理器将控制固态切换开关将敏感负荷切换至备用系统运行，以确保电力系统安全运行。

由上可知，本实用新型提供的电压暂降治理系统，能够利用电信号采集装置和控制处理器，对敏感负荷的电压暂降及其治理状况进行及时的监控和协调，以灵活利用直流母线向敏感负荷可靠供电，确保敏感负荷的电压暂降可被良好改善，从而提高负荷侧措施治理电压暂降的效果和可靠性。而且，如果直流母线的输出电量小于第一阈值时，控制处理器还可以根据电信号采集装置采集的输出电量信号，控制固态切换开关将敏感负荷切换至备用系统运行，确保电力系统安全运行，以有效降低电力系统运行的安全风险，从而进一步提高负荷侧措施治理电压暂降的效果和可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的电压暂降治理系统的结构示意图。

附图标记：

11-敏感交流负荷， 12-敏感直流负荷，

13-单向开关， 14-第二整流器，

15-逆变器， 16-固态切换开关，

17-交流系统， 18-备用系统，

19-第一整流器， 2-直流母线，

3-电信号采集装置， 4-控制处理器，

5-储能设备， 51-储能模块，

52-充电模块， 53-充电系统，

54-第三整流器， 55-DC/DC换流器。

具体实施方式

为便于理解，下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的电压暂降治理系统进行详细描述。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的电压暂降治理系统，包括敏感负荷、直流母线2以及分别与敏感负荷和直流母线2连接的电信号采集装置3；其中，

直流母线2与敏感负荷通过单向开关13连接，敏感负荷通过固态切换开关16分别与交流系统17和备用系统18连接；

电信号采集装置3用于采集敏感负荷的母线电压以及直流母线2的输出电量，电信号采集装置3的信号输出端与控制处理器4连接；

控制处理器4分别与直流母线2和固态切换开关16连接，控制处理器4用于控制直流母线2的输出电压，以及用于在直流母线2的输出电量小于第一阈值时，控制固态切换开关16将敏感负荷切换至备用系统18运行；

单向开关13在敏感负荷的母线电压小于直流母线2的输出电压时导通。

在上述实施例提供的电压暂降治理系统中，电信号采集装置3分别与敏感负荷和直流母线2连接，用于采集敏感负荷的母线电压以及直流母线2的输出电量，且电信号采集装置3的信号输出端与控制处理器4连接；控制处理器4分别与直流母线2和固态切换开关16连接；而敏感负荷通过单向开关13与直流母线2连接，单向开关13一般选用基于二极管单向导通的开关，且敏感负荷通过固态切换开关16分别与交流系统17和备用系统18连接；此时，如果电信号采集装置3采集的敏感负荷的母线电压小于直流母线2的输出电压，那么单向开关13导通，直流母线2能够快速可靠的向敏感负荷供电，以使得敏感负荷的母线电压尽快恢复至正常范围；之后，如果电信号采集装置3采集的直流母线2的输出电量小于第一阈值，那么控制处理器4将控制固态切换开关16将敏感负荷切换至备用系统18运行，以确保电力系统的安全运行。

因此，本实用新型实施例提供的电压暂降治理系统，能够利用电信号采集装置3和控制处理器4，对敏感负荷的电压暂降及其治理状况进行及时的监控和协调，以灵活利用直流母线2向敏感负荷可靠供电，确保敏感负荷的电压暂降可被良好改善，从而提高负荷侧措施治理电压暂降的效果和可靠性。而且，如果直流母线2的输出电量小于第一阈值时，控制处理器4还可以根据电信号采集装置3采集的输出电量信号，控制固态切换开关16将敏感负荷切换至备用系统18运行，确保电力系统的运行安全，以有效降低电力系统运行的安全风险，从而进一步提高负荷侧措施治理电压暂降的效果和可靠性。

可以理解的是，请继续参阅图1，上述敏感负荷具体可以为敏感交流负荷11或敏感直流负荷12：当敏感负荷为敏感交流负荷11时，敏感交流负荷11与固态切换开关16之间依次串联有逆变器15和第二整流器14；而当敏感负荷为敏感直流负荷12时，敏感直流负荷12与固态切换开关16之间串联有第一整流器19。这样当交流系统17或备用系统18出现短路故障时，本实用新型实施例提供的电压暂降治理系统可以通过第二整流器14或第一整流器19，将敏感负荷与对应的交流系统17或备用系统18进行快速隔离。当然，为了便于控制处理器4统一调控，相应的，电信号采集装置3也可以针对交流系统17或备用系统18各自运行中的电信号进行采集，然后由控制处理器4对第二整流器14或第一整流器19进行合理调控。

值得一提的是，请继续参阅图1，在上述实施例中，直流母线2可以为双回直流母线，双回直流母线的两条直流母线之间设有母联开关，使得直流母线2能够同时对多种敏感负荷进行供电，提高了其供电效率及其灵活性。通过母联开关的开合，可以有效控制双回直流母线投入运行的直流母线数量，比如接入其中的一条直流母线，或者两条直流母线全部接入；通常，两条直流母线中的一条投入运行，而另一条直流母线备用。

需要说明的是，请继续参阅图1，上述电压暂降治理系统还包括与直流母线2连接的储能设备5，储能设备5包括储能模块51以及与储能模块51连接的充电模块52。其中，充电模块52通过可控开关与充电系统53连接；控制处理器4还与可控开关连接，用于控制充电系统53通过充电模块52向储能模块51充电。充电系统53一般选用交流系统，控制处理器4通过控制可控开关的开合，能够使得充电系统53通过充电模块52向储能模块51进行充电储能。

而储能模块51的电量输出方式可以为直流方式或交流方式；当储能模块51的电量输出为交流方式时，储能模块51通过第三整流器54与直流母线2连接，此时，控制处理器4与第三整流器54连接，用于控制第三整流器54的输出电压，即控制储能设备5的输出电压；当储能模块51的电量输出为直流方式时，储能模块51通过DC/DC换流器55与直流母线2连接，此时，控制处理器4与DC/DC换流器55连接，用于控制DC/DC换流器55的输出电压，即控制储能设备5的输出电压。可以理解的是，当控制处理器4将储能设备5接入对应运行的直流母线2中后，储能设备5的输出电压也就表现为直流母线2的输出电压。

在本实用新型实施例提供的电压暂降治理系统中，储能设备5与直流母线2连接，利用控制处理器4控制储能设备5的输出电压，能够对直流母线2的输出电压进行有效调控，从而协调使用储能设备5和直流母线2，以进一步提高直流母线2的供电可靠性，从而进一步提高负荷侧措施治理电压暂降的效果及可靠性。

值得注意的是，上述实施例中，与控制处理器4连接的各类开关，比如固态切换开关16，可以设有与控制处理器4信号连接的通讯触发模块，这样利用通讯触发模块能够实现固态切换开关16与控制处理器4之间的无线连接，利用通用分组无线服务技术(GeneralPacket Radio Service，简称GPRS)、第三代移动通信技术(3rd-Generation，简称3G)或第四代移动通信技术(4rd-Generation，简称4G)等，实现控制处理器4控制信号的传送。

需要补充的是，上述第一阈值可以根据电力系统的实际运行状况，以及电力系统相关运行的经验数据等自行设定。此外，电信号采集装置的采集数据还可以包括其他电压暂降治理装置的输出信号及其反馈信号，以供控制处理器对其他的电压暂降治理装置进行统一调控，从而提高各电压暂降治理装置的利用率，避免造成资源浪费。

可以理解的是，上述实施例中提到第一整流器19、第二整流器14和第三整流器54均为整流器，三者可以具有相同的结构和功能，对其进行第一、第二和第三的划分只是为了清楚说明上述实施例中各不同结构的连接关系，此外并无其他实质限定。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种电压暂降治理系统，其特征在于，包括敏感负荷、直流母线以及分别与所述敏感负荷和所述直流母线连接的电信号采集装置；其中，

所述直流母线与所述敏感负荷通过单向开关连接，所述敏感负荷通过固态切换开关分别与交流系统和备用系统连接；

所述电信号采集装置用于采集所述敏感负荷的母线电压以及所述直流母线的输出电量，所述电信号采集装置的信号输出端与控制处理器连接；

所述控制处理器分别与所述直流母线和所述固态切换开关连接，所述控制处理器用于控制所述直流母线的输出电压，以及用于在所述直流母线的输出电量小于第一阈值时，控制所述固态切换开关将所述敏感负荷切换至所述备用系统运行；

所述单向开关在所述敏感负荷的母线电压小于所述直流母线的输出电压时导通。

2.根据权利要求1所述的电压暂降治理系统，其特征在于，

所述敏感负荷为敏感直流负荷，所述敏感直流负荷与所述固态切换开关之间串联有第一整流器；或

所述敏感负荷为敏感交流负荷，所述敏感交流负荷与所述固态切换开关之间依次串联有逆变器和第二整流器。

3.根据权利要求1或2所述的电压暂降治理系统，其特征在于，所述电压暂降治理系统还包括与所述直流母线连接的储能设备，所述储能设备包括储能模块以及与所述储能模块连接的充电模块；其中，

所述充电模块通过可控开关与充电系统连接；所述控制处理器与所述可控开关连接，用于控制所述充电系统通过所述充电模块向所述储能模块充电；

所述储能模块通过第三整流器与所述直流母线连接，所述控制处理器与所述第三整流器连接，用于控制所述第三整流器的输出电压；或，所述储能模块通过DC/DC换流器与所述直流母线连接，所述控制处理器与所述DC/DC换流器连接，用于控制所述DC/DC换流器的输出电压。