CN211908379U - 一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，包括系统控制模块、功率执行模块、储能模块、接入模块；所述功率执行模块、储能模块、接入模块均与所述系统控制模块连接，所述储能模块、接入模块还均与所述功率执行模块连接；所述接入模块用于接入配电网380V主线。通过在配变低压侧并联一个不平衡补偿系统，分相控制补偿电流，实现配变的三相不平衡调节。本方案能够减少线路的电能损耗，减少配电变压器的电能损耗，改善配变出力、避免产生配变零序电流，确保用电设备的安全运行，改善供电设备的使用寿命，减少变压器损耗；提高供电可靠性，控制精度高、响应速度快、安装灵活、适用范围广，具有很好的经济性。

Description

一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统

技术领域

本实用新型涉及配电技术领域，尤其涉及一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统。

背景技术

配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施，加快配电网建设及保障配电网安全可靠运行已成为我国电力领域的重点发展战略之一。电力系统低压配网多采用三相四线制，低压用户则多采用单相用电，随着社会的发展，一些大功率电器进入寻常百姓家，由于三相负荷的不合理分配、用电负荷的不断变化、配变负荷监视力度的削弱，台区不可避免的会出现三相不平衡问题，有些台区的三相不平衡度高达70％。

三相不平衡是用来衡量电能质量的重要评价标准，如果存在这一问题，将会影响整个电网系统的供电安全、效率和质量。三相不平衡的主要危害包括增加线路的电能损耗、增加配电变压器的电能损耗、减少配变出力、产生配变零序电流、影响用电设备的安全运行，降低供电设备的使用寿命，严重时会导致变压器烧毁等事故。

目前，在中低压配电网中，一般采用手动或自动投切的电容器组进行补偿。但是，其只能解决功率因数的补偿问题，而不能从根本上解决三相负荷不平衡。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，主要用于补偿三相不平衡、降低电能损耗、减少变压器损耗。

一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，包括系统控制模块、功率执行模块、储能模块、接入模块；

所述功率执行模块、储能模块、接入模块均与所述系统控制模块通信连接，所述储能模块、接入模块还均与所述功率执行模块连接；所述接入模块用于接入配电网380V主线。

该系统工作时，通过所述接入模块将该系统接入配电网380V主线，并实时采集台区用电负荷信息；所述储能模块进行储能或放电；所述系统控制模块基于台区用电负荷信息判断是否实施三相不平衡补偿，若需实施三相不平衡补偿，则向功率执行器发送三相电流控制指令；所述功率执行模块接收三相电流控制指令，并进行配变三相不平衡负荷的补偿。通过在配变低压侧并联一个不平衡补偿系统，当三相平衡时，储能模块充电储能，当三相不平衡时，储能模块放电，分相控制补偿电流，减小配变电流较大相的电流，增加配变电流较小相的电流，实现配变的三相不平衡调节。该方案能够有效解决三相负荷不平衡带来的一系列问题，如能够减少线路的电能损耗，减少配电变压器的电能损耗，改善配变出力、避免产生配变零序电流，确保用电设备的安全运行，改善供电设备的使用寿命，减少变压器损耗；提高供电可靠性，控制精度高、响应速度快。

进一步地，所述系统控制模块包括中央控制器及与其连接的无线通信模块，所述功率执行模块、储能模块、接入模块均与所述中央控制器通信连接，所述无线通信模块用于与上级云平台通信。

进一步地，所述功率执行模块包括双向变流器及与其连接的主控制器，所述储能模块、接入模块均与所述双向变流器连接，所述主控制器与所述系统控制模块通信连接。所述双向变流器用于实现对储能模块的充放电，使得储能模块和功率执行模块作为电能的缓冲装置。主控制器根据系统控制模块的控制指令，对双向变流器三相电流波形进行控制，实现对配变所带三相不平衡负荷的补偿。

进一步地，所述接入模块包括HPLC模块、并网电缆，所述并网电缆一端与所述功率执行模块连接，所述并网电缆另一端用于接入配电网380V主线，所述HPLC模块串接于所述并网电缆上且与所述系统控制模块通信连接。HPLC模块与台区变综合配电箱的HPLC模块通信获取实时用电负荷信息(用电负荷三相电流相量信息)，并网电缆实现补偿系统的并网接入。

进一步地，所述储能模块包括储能电池及与其连接的电池管理单元，所述储能电池与所述功率执行模块连接，所述电池管理单元与所述系统控制模块通信连接。

进一步地，还包括辅助模块，所述辅助模块包括开关电源，所述开关电源连接于所述双向变流器的交流侧，所述系统控制模块、电池管理单元、主控制器均与所述开关电源连接。

进一步地，所述辅助模块还包括散热风扇、烟感、温湿度传感器，所述散热风扇、烟感、温湿度传感器均与所述开关电源连接，所述烟感、温湿度传感器、散热风扇均与所述系统控制模块通信连接。

进一步地，所述辅助模块还包括门磁开关，所述门磁开关与所述开关电源连接，所述门磁开关还与所述系统控制模块通信连接。

所述散热风扇、烟感和温湿度传感器用于实现系统内部环境监测和调节；所述门磁开关用于进行系统防护，在检测到箱体箱门被强制性打开时，发送信号至系统控制模块进行报警。所述开关电源从所述双向变流器的交流侧取电，并为所述系统控制模块、电池管理单元、主控制器、散热风扇、烟感、门磁开关、温湿度传感器供电。

进一步地，所述系统控制模块与所述功率执行模块、储能模块、接入模块之间均通过有线通信连接。

进一步地，所述系统控制模块与所述功率执行模块、储能模块、接入模块之间均通过RS485、 CAN、LAN中的一种有线通信方式连接。

有益效果：

本实用新型提出了一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，通过在配变低压侧并联一个不平衡补偿系统，分相控制补偿电流，减小配变电流较大相的电流，增加配变电流较小相的电流，实现配变的三相不平衡调节。本实用新型能够有效解决三相负荷不平衡带来的一系列问题，如能够减少线路的电能损耗，减少配电变压器的电能损耗，改善配变出力、避免产生配变零序电流，确保用电设备的安全运行，改善供电设备的使用寿命，减少变压器损耗；提高供电可靠性，控制精度高、响应速度快、安装灵活、适用范围广，具有很好的经济性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统在配电网上的应用示意图；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实施例提供了一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，包括系统控制模块1、功率执行模块3、储能模块2、接入模块；

所述功率执行模块3、储能模块2、接入模块均与所述系统控制模块1通信连接，所述储能模块2、接入模块还均与所述功率执行模块3连接；所述接入模块用于接入配电网380V主线。

该系统工作时，通过所述接入模块将该系统接入配电网380V主线，并实时采集台区用电负荷信息；所述储能模块2进行储能或放电；所述系统控制模块1基于台区用电负荷信息判断是否实施三相不平衡补偿，若需实施三相不平衡补偿，则向功率执行器3发送三相电流控制指令；所述功率执行模块3接收三相电流控制指令，并进行配变三相不平衡负荷的补偿。通过在配变低压侧并联一个不平衡补偿系统，当三相平衡时，储能模块2充电储能，当三相不平衡时，储能模块2放电，分相控制补偿电流，减小配变电流较大相的电流，增加配变电流较小相的电流，实现配变的三相不平衡调节。该方案能够有效解决三相负荷不平衡带来的一系列问题，如能够减少线路的电能损耗，减少配电变压器的电能损耗，改善配变出力、避免产生配变零序电流，确保用电设备的安全运行，改善供电设备的使用寿命，减少变压器损耗；提高供电可靠性，控制精度高、响应速度快。

具体的，所述系统控制模块1包括中央控制器11及与其连接的无线通信模块12，所述功率执行模块3包括双向变流器31及与其连接的主控制器32，所述接入模块包括HPLC模块5、并网电缆4，所述储能模块2包括储能电池21及与其连接的电池管理单元22。

其中，所述主控制器32、电池管理单元22、HPLC模块5均通过有线通信方式与所述中央控制器11连接，具体实施时，可选择RS485、CAN、LAN等有线通信方式。所述无线通信模块12用于与上级云平台通信，一方面可将该补偿系统的状态信息上送，另一方面可接收远方控制指令，实现远程监控。

储能电池21与双向变流器31直流侧采用正负直流电缆连接，双向变流器31交流侧通过三相四线并网线缆4接入配电网380V主线，实现该补偿系统的并网接入；所述HPLC模块5 串接于所述并网电缆4上且与所述系统控制模块1通信连接，HPLC模块5与台区变综合配电箱的HPLC模块通信获取实时用电负荷信息(用电负荷三相电流相量信息)；所述主控制器32与所述系统控制模块1连接。所述双向变流器31用于实现对储能模块2的充放电，使得储能模块2和功率执行模块3作为电能的缓冲装置。主控制器32根据系统控制模块1的控制指令，对双向变流器31三相电流波形进行控制，实现对配变所带三相不平衡负荷的补偿。

本实施例中，还包括辅助模块(未图示)，所述辅助模块包括散热风扇、烟感、门磁开关、温湿度传感器、开关电源，所述开关电源连接于所述双向变流器31的交流侧，所述系统控制模块1、电池管理单元22、主控制器32、散热风扇、烟感、门磁开关、温湿度传感器均与所述开关电源连接；所述烟感、门磁开关、温湿度传感器、散热风扇均与所述系统控制模块1通信连接，具体实施时可选择RS485、CAN、LAN等有线通信方式连接。所述散热风扇、烟感和温湿度传感器用于实现系统内部环境监测和调节；所述门磁开关用于进行系统防护，在检测到箱体箱门被强制性打开时，发送信号至系统控制模块1进行报警。所述开关电源从所述双向变流器31的交流侧取电，并为所述系统控制模块1、电池管理单元22、主控制器32、散热风扇、烟感、门磁开关、温湿度传感器供电。中央控制器11根据接收的储能电池21、双向变流器31、辅助模块的告警状态以及用电负荷的实时数据，向功率执行模块3的主控制器32发送启停及充放电控制指令。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，包括系统控制模块、功率执行模块、储能模块、接入模块；

所述功率执行模块、储能模块、接入模块均与所述系统控制模块通信连接，所述储能模块、接入模块还均与所述功率执行模块连接；所述接入模块用于接入配电网380V主线。

2.根据权利要求1所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，所述系统控制模块包括中央控制器及与其连接的无线通信模块，所述功率执行模块、储能模块、接入模块均与所述中央控制器通信连接，所述无线通信模块用于与上级云平台通信。

3.根据权利要求1所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，所述功率执行模块包括双向变流器及与其连接的主控制器，所述储能模块、接入模块均与所述双向变流器连接，所述主控制器与所述系统控制模块通信连接。

4.根据权利要求1所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，所述接入模块包括HPLC模块、并网电缆，所述并网电缆一端与所述功率执行模块连接，所述并网电缆另一端用于接入配电网380V主线，所述HPLC模块串接于所述并网电缆上且与所述系统控制模块通信连接。

5.根据权利要求3所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，所述储能模块包括储能电池及与其连接的电池管理单元，所述储能电池与所述功率执行模块连接，所述电池管理单元与所述系统控制模块通信连接。

6.根据权利要求5所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，还包括辅助模块，所述辅助模块包括开关电源，所述开关电源连接于所述双向变流器的交流侧，所述系统控制模块、电池管理单元、主控制器均与所述开关电源连接。

7.根据权利要求6所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，所述辅助模块还包括散热风扇、烟感、温湿度传感器，所述散热风扇、烟感、温湿度传感器均与所述开关电源连接，所述烟感、温湿度传感器、散热风扇均与所述系统控制模块通信连接。

8.根据权利要求6所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，所述辅助模块还包括门磁开关，所述门磁开关与所述开关电源连接，所述门磁开关还与所述系统控制模块通信连接。

9.根据权利要求1所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，所述系统控制模块与所述功率执行模块、储能模块、接入模块之间均通过有线通信连接。

10.根据权利要求9所述的基于电池储能的配变三相不平衡补偿系统，其特征在于，所述系统控制模块与所述功率执行模块、储能模块、接入模块之间均通过RS485、CAN、LAN中的一种有线通信方式连接。

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