CN220190471U - 一种低压配电网末端低电压治理装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种低压配电网末端低电压治理装置，包括：储能元件、光伏元件、电力电子变流器以及智能控制器；电力电子变流器包含直流斩波单元和逆变单元，直流斩波单元的输入侧与储能元件和/或光伏元件连接，直流斩波单元的输出侧与逆变单元的输入侧连接，逆变单元的输出侧与交流电网并联。智能控制器分别与储能元件和光伏元件连接，使控制储能元件和/或光伏元件进行工作。在现有交流输电线路基础上并联光伏和储能元件，通过电力电子变流器和智能控制器，实现光伏发电和储能的并网，通过并联方式补偿并联点前后的用户用电需求，减轻原交流输电线路的输电压力，降低长距离交流输电造成的压降，提升末端用户电能质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及低压配电技术领域，特别涉及一种低压配电网末端低电压治理装置。
背景技术
目前低压问题主要表现在以下几个方面：无功补偿不合理、低压供电半径过长、低压三相负荷不平衡、10kV线低端电压。
鉴于以上造成低压的原因，可以通过增加无功补偿装置，增加三相不平衡处理装置，优化变压器抽头，甚至完成线路改造来解决低压的问题。然而，在一些山区农村地区，由于长低压供电半径(大于3km)造成的低压问题，上述措施并不能取得良好的经济效益。目前，解决这类低压问题的最佳措施是线路扩建，但其成本高，施工工期长。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的是在控制成本的同时，解决配电网末端低电压的技术问题。
本实用新型提供一种低压配电网末端低电压治理装置，包括：储能元件、光伏元件、电力电子变流器以及智能控制器；所述电力电子变流器包含直流斩波单元和逆变单元，所述直流斩波单元的输入侧与所述储能元件和/或所述光伏元件连接，所述直流斩波单元的输出侧与所述逆变单元的输入侧连接，所述逆变单元的输出侧与交流电网并联。所述智能控制器分别与所述储能元件和/或所述光伏元件连接，使控制所述储能元件和/或所述光伏元件进行工作，其中，所述智能控制器包括用于监测并网点电压的电压检测器以及用于调节储能元件与光伏元件出力水平的电压调节器。
在本实用新型的一些实施方式中，所述直流斩波单元包括输入断路器、第一采集模块、第一功率模块、第一直流接触器、第一直流载波模块、第一无线通讯模块以及第一主控模块；
其中，所述输入断路器的输入侧与所述装置的交流电输入接口连接，所述输入断路器的输出侧与所述第一功率模块的输入侧连接，所述第一功率模块的输出侧经过所述第一直流接触器后与所述装置的输出接口连接；
所述第一主控模块分别与所述第一直流载波模块、所述第一无线通讯模块、所述第一采集模块以及所述第一功率模块连接；
所述第一采集模块与所述第一功率模块连接；
所述第一直流载波模块与所述装置的输出接口连接。
在本实用新型的一些实施方式中，所述逆变单元包括第二直流载波模块、第二直流接触器、第二采集模块、第二功率模块、交流继电器、第二无线通讯模块以及第二主控模块；
其中，所述第二直流接触器的输入侧与所述装置的输入接口连接，所述第二直流接触器的输出侧与所述功率模块的输入侧连接，所述第二功率模块的输出侧经过所述交流继电器后与所述装置的输出接口连接；
所述第二主控模块与所述第二直流载波模块、所述第二无线通讯模块、所述第二采集模块以及所述第二功率模块连接；
所述第二采集模块与所述第二功率模块连接；
所述第二直流载波模块与所述装置的输入接口连接。
本实用新型提供的一种低压配电网末端低电压治理装置，在现有交流输电线路基础上并联光伏和储能元件，通过电力电子变流器和智能控制器，实现光伏发电和储能的并网，通过并联方式补偿并联点前后的用户用电需求，减轻原交流输电线路的输电压力，降低长距离交流输电造成的压降，提升末端用户电能质量；采用并联补偿方式，在不改变原有输电线路的基础上，通过并联分支可以灵活补偿末端用户的用电需求，且不影响原有线路的载波抄表等功能。
附图说明
图1为本实用新型一实施方式的一种低压配电网末端低电压治理装置对结构框图；
图2为本实用新型一实施方式的buck-Boost交错并联拓扑结构图；
图3为本实用新型一实施方式的t型NPC三级拓扑结构图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、储能元件；2、光伏元件；3、电力电子变流器；4、智能控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参阅图1，其示出了本申请的一种低压配电网末端低电压治理装置，包括：储能元件1、光伏元件2、电力电子变流器3以及智能控制器4；
所述电力电子变流器3包含直流斩波单元和逆变单元，所述直流斩波单元的输入侧与所述储能元件1和/或所述光伏元件2连接，所述直流斩波单元的输出侧与所述逆变单元的输入侧连接，所述逆变单元的输出侧与交流电网并联。
所述智能控制器4分别与所述储能元件1和/或所述光伏元件2连接，使控制所述储能元件1和/或所述光伏元件2进行工作。
应用本实施例的技术方案，光伏元件2和储能元件1通过电力电子变流器3中的直流斩波单元相连，再与逆变单元连接，逆变单元靠近用户侧，逆变单元将直流电逆变成为交流电，并在用户侧与原交流电网相连。在现有交流输电线路基础上并联光伏和储能元件1，通过电力电子变流器3和智能控制器4，实现光伏发电和储能的并网，通过并联方式补偿并联点前后的用户用电需求，减轻原交流输电线路的输电压力，降低长距离交流输电造成的压降，提升末端用户电能质量；采用并联补偿方式，在不改变原有输电线路的基础上，通过并联分支可以灵活补偿末端用户的用电需求，且不影响原有线路的载波抄表等功能。
直流斩波单元用于直流电压的转换，实现在最大功率跟踪模式下的光伏工作和电池充放电管理。DC/DC电路的传统拓扑结构为半桥式buck电路，具有电路结构简单、电压应力低、动态响应快等特点。由于电流波动受开关频率和电感的影响，为了减少电流波动，本装置采用图2所示的buck-Boost交错并联拓扑结构，可以有效减少储能电感的体积，大大降低储能单元的输入输出电流纹波，提高电池寿命和电压稳定性。
逆变单元用于交流电压和直流电压的转换。目前，市场上常用的直流/交流电路有两种基本拓扑结构，二级和三级。由于两级拓扑降低了器件成本和控制技术的发展，三级拓扑相比两级拓扑具有中性点夹紧(NPC)、输出谐波低、效率高等优点。在三级拓扑中，t型NPC三级拓扑(如图3所示)与其他三级拓扑相比，具有成本低、上下桥臂损失平衡、控制简单、效率高等优点。本装置主要研究三相t型NPC三电平转换器。
在一些可选的实施方式中，所述直流斩波单元包括输入断路器、第一采集模块、第一功率模块、第一直流接触器、第一直流载波模块、第一无线通讯模块以及第一主控模块；
其中，所述输入断路器的输入侧与所述装置的交流电输入接口连接，所述输入断路器的输出侧与所述第一功率模块的输入侧连接，所述第一功率模块的输出侧经过所述第一直流接触器后与所述装置的输出接口连接；
所述第一主控模块分别与所述第一直流载波模块、所述第一无线通讯模块、所述第一采集模块以及所述第一功率模块连接；
所述第一采集模块与所述第一功率模块连接；
所述第一直流载波模块与所述装置的输出接口连接。
在一些可选的实施方式中，所述逆变单元包括第二直流载波模块、第二直流接触器、第二采集模块、第二功率模块、交流继电器、第二无线通讯模块以及第二主控模块；
其中，所述第二直流接触器的输入侧与所述装置的输入接口连接，所述第二直流接触器的输出侧与所述功率模块的输入侧连接，所述第二功率模块的输出侧经过所述交流继电器后与所述装置的输出接口连接；
所述第二主控模块与所述第二直流载波模块、所述第二无线通讯模块、所述第二采集模块以及所述第二功率模块连接；
所述第二采集模块与所述第二功率模块连接；
所述第二直流载波模块与所述装置的输入接口连接。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种低压配电网末端低电压治理装置，其特征在于，包括：储能元件、光伏元件、电力电子变流器以及智能控制器；
所述电力电子变流器包含直流斩波单元和逆变单元，所述直流斩波单元的输入侧与所述储能元件和/或所述光伏元件连接，所述直流斩波单元的输出侧与所述逆变单元的输入侧连接，所述逆变单元的输出侧与交流电网并联；
所述智能控制器分别与所述储能元件和/或所述光伏元件连接，使控制所述储能元件和/或所述光伏元件进行工作，其中，所述智能控制器包括用于监测并网点电压的电压检测器以及用于调节储能元件与光伏元件出力水平的电压调节器。
2.根据权利要求1所述的一种低压配电网末端低电压治理装置，其特征在于，所述直流斩波单元包括输入断路器、第一采集模块、第一功率模块、第一直流接触器、第一直流载波模块、第一无线通讯模块以及第一主控模块；
其中，所述输入断路器的输入侧与所述装置的交流电输入接口连接，所述输入断路器的输出侧与所述第一功率模块的输入侧连接，所述第一功率模块的输出侧经过所述第一直流接触器后与所述装置的输出接口连接；
所述第一主控模块分别与所述第一直流载波模块、所述第一无线通讯模块、所述第一采集模块以及所述第一功率模块连接；
所述第一采集模块与所述第一功率模块连接；
所述第一直流载波模块与所述装置的输出接口连接。
3.根据权利要求1所述的一种低压配电网末端低电压治理装置，其特征在于，所述逆变单元包括第二直流载波模块、第二直流接触器、第二采集模块、第二功率模块、交流继电器、第二无线通讯模块以及第二主控模块；
其中，所述第二直流接触器的输入侧与所述装置的输入接口连接，所述第二直流接触器的输出侧与所述功率模块的输入侧连接，所述第二功率模块的输出侧经过所述交流继电器后与所述装置的输出接口连接；
所述第二主控模块与所述第二直流载波模块、所述第二无线通讯模块、所述第二采集模块以及所述第二功率模块连接；
所述第二采集模块与所述第二功率模块连接；
所述第二直流载波模块与所述装置的输入接口连接。
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