TW201448403A - 電力配電系統 - Google Patents

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TW201448403A TW102120375A TW102120375A TW201448403A TW 201448403 A TW201448403 A TW 201448403A TW 102120375 A TW102120375 A TW 102120375A TW 102120375 A TW102120375 A TW 102120375A TW 201448403 A TW201448403 A TW 201448403A
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Yi-Zhong Sheu
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/806—Arrangements for feeding power
    • H04B10/807—Optical power feeding, i.e. transmitting power using an optical signal

Abstract

一種電力配電系統，包括變電所及用電戶。該變電所包括高電壓源、雷射二極體串聯組、合光器、複數第一光纖及一第二光纖。該雷射二極體串聯組電連接於高電壓源。合光器包括複數第一輸入端及一輸出端，第一光纖相對兩端分別光耦合於雷射二極體和第一輸入端，第二光纖的一端光耦合於輸出端。用電戶包括第二分光器、複數第四光纖及光電二極體串聯組。第二分光器包括一第三輸入端及複數第三輸出端，一第二光纖的另一端光耦合於第三輸入端。第四光纖的相對兩端分別光耦合第三輸出端和於光電二極體。

Description

電力配電系統
本發明涉及一種電力配電系統。
一般電力公司為了減少長距離電力傳輸的損耗，會採用高電壓的方式傳輸電力，如此一來相同的功率就可以傳輸較小的電流，從而減小電力長距離傳輸的電力損耗。一般地，從發電廠到用電戶如民居或商店等，通常需要多個變電所，傳輸電壓逐級減小，與用電戶直接相連的變電所會將傳輸電壓由高壓轉換為民用電壓如220V或110V。最後一級的變電所連接有高壓線，對人的健康不利，用電戶均不希望將變電所設置於其附近；而且，由於最後一級的傳輸電壓值較低，如果將變電所設置於距離用電戶較遠的位置，勢必會造成電力傳輸的巨大損耗或無法傳輸，如將變電所設置在與用電戶的距離為1km時，理論上的傳輸損耗要大於100%，即無法完成傳輸。
有鑒於此，提供一種傳輸損耗較小的電力配電系統。
一種電力配電系統，包括變電所及用電戶。該變電所包括高電壓源、雷射二極體串聯組、至少一合光器、複數第一光纖及至少一第二光纖。該高電壓源用於提供一高電壓VH。該雷射二極體串聯組包括複數串聯連接的雷射二極體，該雷射二極體串聯組的正負極分別電連接於該高電壓源的正負極，該雷射二極體的數量M1為M1=VH/V1，其中V1為該雷射二極體的工作電壓。該至少一合光器包括複數輸入端及至少一輸出端，該複數第一光纖的一端分別光耦合於該複數雷射二極體，另一端分別光耦合於該複數輸入端，該至少一第二光纖的一端光耦合於該至少一輸出端。該用電戶包括第二分光器、複數第四光纖及光電二極體串聯組。該第二分光器包括一第三輸入端及複數第三輸出端，該至少一第二光纖的其中之一的另一端光耦合於該第三輸入端，該複數第四光纖的一端分別光耦合於該複數第三輸出端。該光電二極體串聯組包括複數串聯連接的光電二極體，該複數第四光纖的另一端分別光耦合於該複數光電二極體，該光電二極體的數量M2為M2= VN/V2，其中，V2為光電二極體的光電轉換電壓，VN為該用電戶的使用電壓。
一種電力配電系統，包括變電所、光能傳輸架構及用電戶。該變電所包括高電壓源、雷射二極體串聯組、至少一合光器、複數第一光纖。該高電壓源用於提供一高電壓VH。該雷射二極體串聯組包括複數串聯連接的雷射二極體，該雷射二極體串聯組的正負極分別電連接於該高電壓源的正負極，該雷射二極體的數量M1為M1= VH/V1，其中V1為該雷射二極體的工作電壓。該至少一合光器包括複數輸入端及至少一輸出端，該複數第一光纖的一端分別光耦合於該複數雷射二極體，另一端分別光耦合於該複數輸入端。該光能傳輸架構包括至少一第二光纖、第一分光器及複數第三光纖。該至少一第二光纖的一端光耦合於該至少一輸出端。該第一分光器包括一第二輸入端及複數第二輸出端，該至少一第二光纖的其中之一的另一端光耦於該第二輸入端，該複數第三光纖的一端分別光耦合於該複數第二輸出端。該用電戶包括第二分光器、複數第四光纖及光電二極體串聯組。該第二分光器包括一第三輸入端及複數第三輸出端，該複數第三光纖的其中之一的另一端光耦合於該第三輸入端，該複數第四光纖的一端分別光耦合於該複數第三輸出端。該光電二極體串聯組包括複數串聯連接的光電二極體，該複數第四光纖的另一端分別光耦合於該複數光電二極體，該光電二極體的數量M2為M2= VN/V2，其中，V2為光電二極體的光電轉換電壓，VN為該用電戶的使用電壓。
相對於習知技術，本實施例的電力配電系統採用光纖傳輸的方式進行電力傳輸，而在長距離傳輸時，光纖傳輸中的光損耗很小，可以達到0.3dB/km，因此在最後一級的電力傳輸過程中，可達到較小的損耗，從而使最後一級的變電所可以設置於距離用電戶較遠的位置。
100．．．電力配電系統
10．．．電光轉換裝置
12．．．光能傳輸架構
14．．．光電轉換裝置
30．．．變電所
40．．．用電戶
18．．．高電壓源
11．．．電射二極體
13．．．電射二極體串聯組
16．．．合光器
162．．．第一輸入端
164．．．第一輸出端
166．．．第一光纖
122．．．第二光纖
124．．．第一分光器
126．．．第三光纖
128．．．第二輸入端
130．．．第二輸出端
142．．．第二分光器
144．．．光電二極體
146．．．光電二極體串聯組
148．．．第三輸入端
150．．．第三輸出端
152．．．第四光纖
圖1是本發明實施例的電力配電系統的平面示意圖。
請參閱圖1，本發明實施例提供一種電力配電系統100包括電光轉換裝置10、光能傳輸架構12及光電轉換裝置14。
本實施例中，該電光轉換裝置10設置於電力傳輸系統中的最後一級的變電所30中，經過該變電所30的電力變換後，電力被直接傳輸至用電戶40，如家庭用電戶。該電光轉換裝置10包括高電壓源18、複數串聯設置的雷射二極體11構成的雷射二極體串聯組13，及一合光器16。
該電光轉換裝置10的高電壓源18為從該變電所30的上一級變電所或發電站傳輸至該變電所30的高壓電力，一般地，該高電壓源18的電壓值為69千伏(KV)、22KV或11KV。
該雷射二極體串聯組13的相對兩端即正負極分別電連接於一高電壓源18的正負極，以通過該高電壓源18點亮該雷射二極體串聯組13中的複數雷射二極體11。該雷射二極體串聯組13中的雷射二極體11的數量可由如下公式計算得出：M1=VH/V1，其中M1為雷射二極體11的數量，V1為雷射二極體11的工作電壓。
該合光器16用於將多束雷射光進行合光後向外傳輸，該合光器16包括複數第一輸入端162及一第一輸出端164，該複數第一輸入端162分別通過複數第一光纖166與該雷射二極體串聯組13的複數雷射二極體11相連。該複數第一光纖166與該複數雷射二極體11一一對應，每一第一光纖166的一端與一個雷射二極體11光耦合，另一端與一個第一輸入端162光耦合，該複數第一光纖166分別用於將對應的雷射二極體11發出的雷射光導入該合光器16。該合光器16用於將該由該複數第一光纖166傳輸至其內的雷射光進行合光。
該光能傳輸架構12包括一第二光纖122、一第一分光器124及複數第三光纖126。該第二光纖122的一端與該第一輸出端164光耦合以將合光器16內合光後的雷射光向外輸出。該第一分光器124包括一第二輸入端128及複數第二輸出端130，該第二光纖122的另一端與該第二輸入端128相耦合，該複數第三光纖126分別與該複數第二輸出端130光耦合。該分光器用於接收該第二光纖122傳輸的雷射光，並將該雷射光分離為複數束雷射光並分別由該複數第三光纖126向外傳輸。
該光電轉換裝置14設置於用電戶40，因為用電戶40為複數個，所以該光電轉換裝置14為複數個，本實施例中以其中一用電戶40中的光電轉換裝置14為例進行說明。該光電轉換裝置14包括一第二分光器142及一複數光電二極體144串聯形成的光電二極體串聯組146，該第二分光器142包括一第三輸入端148及複數第三輸出端150，其中一第三光纖126與該第三輸入端148光耦合，複數第四光纖152的一端分別與該複數第三輸出端150相耦合，該第二分光器142用於接收其中一第三光纖126傳輸的雷射光，並將該雷射光分離為複數束雷射光並分別由該複數第四光纖152傳輸至該複數光電二極體144。該光電二極體144分別用於接收該複數第四光纖152傳輸的光線並進行光電轉換，從而使該光電二極體串聯組146的兩端産生預定電壓，以供用電戶40使用。該光電二極體串聯組146兩端的電壓一般為民用電壓VN，如110V或220V。本實施例中，該光電二極體144的數量可由如下公式計算得出，M2=VN/V2，其中，M2為該光電二極體144的數量，V2為光電二極體144的光電轉換電壓。
可以理解的是，該合光器16的數量也可以為複數個，或者該合光器16的第一輸出端164的數量為複數個，此時該第一分光器124可省略，而將連接於其中一第一輸出端164的第二光纖122直接與該第二分光器142的第三輸入端148光耦合。
相對於習知技術，本實施例的電力配電系統100採用光纖傳輸的方式進行電力傳輸，而在長距離傳輸時，光纖傳輸中的光損耗很小，可以達到0.3dB/km，因此在最後一級的電力傳輸過程中，可達到較小的損耗，從而使最後一級的變電所30可以設置於距離用電戶40較遠的位置。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．電力配電系統
10．．．電光轉換裝置
12．．．光能傳輸架構
14．．．光電轉換裝置
30．．．變電所
40．．．用電戶
18．．．高電壓源
11．．．電射二極體
13．．．電射二極體串聯組
16．．．合光器
162．．．第一輸入端
164．．．第一輸出端
166．．．第一光纖
122．．．第二光纖
124．．．第一分光器
126．．．第三光纖
128．．．第二輸入端
130．．．第二輸出端
142．．．第二分光器
144．．．光電二極體
146．．．光電二極體串聯組
148．．．第三輸入端
150．．．第三輸出端
152．．．第四光纖

Claims (6)

  1. 一種電力配電系統，包括：
    一變電所，該變電所包括：
    高電壓源，用於提供一高電壓VH；
    雷射二極體串聯組，包括複數串聯連接的雷射二極體，該雷射二極體串聯組的正負極分別電連接於該高電壓源的正負極，該雷射二極體的數量M1為M1= VH/V1，其中V1為該雷射二極體的工作電壓；及
    至少一合光器、複數第一光纖及至少一第二光纖，該至少一合光器包括複數第一輸入端及至少一第一輸出端，該複數第一光纖的一端分別光耦合於該複數雷射二極體，另一端分別光耦合於該複數第一輸入端，該至少一第二光纖的一端光耦合於該至少一第一輸出端；及
    用電戶，該用電戶包括：
    第二分光器及複數第四光纖，該第二分光器包括一第三輸入端及複數第三輸出端，該至少一第二光纖的其中之一的另一端光耦合於該第三輸入端，該複數第四光纖的一端分別光耦合於該複數第三輸出端；及
    光電二極體串聯組，該光電二極體串聯組包括複數串聯連接的光電二極體，該複數第四光纖的另一端分別光耦合於該複數光電二極體，該光電二極體的數量M2為M2= VN/V2，其中，V2為光電二極體的光電轉換電壓，VN為該用電戶的使用電壓。
  2. 如請求項1所述的電力配電系統，其中，該高電壓VH的值為69KV、22KV或11KV。
  3. 如請求項1所述的電力配電系統，其中，該使用電壓為220V或110V。
  4. 一種電力配電系統，包括：
    一變電所，該變電所包括：
    高電壓源，用於提供一高電壓VH；
    雷射二極體串聯組，包括複數串聯連接的雷射二極體，該雷射二極體串聯組的正負極分別電連接於該高電壓源的正負極，該雷射二極體的數量M1為M1= VH/V1，其中V1為該雷射二極體的工作電壓；及
    至少一合光器、複數第一光纖，該至少一合光器包括複數第一輸入端及至少一第一輸出端，該複數第一光纖的一端分別光耦合於該複數雷射二極體，另一端分別光耦合於該複數第一輸入端；及
    光能傳輸架構，該光能傳輸架構包括：
    至少一第二光纖，該至少一第二光纖的一端光耦合於該至少一第一輸出端；
    第一分光器及複數第三光纖，包括一第二輸入端及複數第二輸出端，該至少一第二光纖的其中之一的另一端光耦於該第二輸入端，該複數第三光纖的一端分別光耦合於該複數第二輸出端；
    用電戶，該用電戶包括：
    第二分光器及複數第四光纖，該第二分光器包括一第三輸入端及複數第三輸出端，該複數第三光纖的其中之一的另一端光耦合於該第三輸入端，該複數第四光纖的一端分別光耦合於該複數第三輸出端；及
    光電二極體串聯組，該光電二極體串聯組包括複數串聯連接的光電二極體，該複數第四光纖的另一端分別光耦合於該複數光電二極體，該光電二極體的數量M2為M2=VN/V2，其中，V2為光電二極體的光電轉換電壓，VN為該用電戶的使用電壓。
  5. 如請求項4所述的電力配電系統，其中，該高電壓VH的值為69KV、22KV或11KV。
  6. 如請求項4所述的電力配電系統，其中，該使用電壓為220V或110V。
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