[实用新型]一种基于光伏换相技术的配电台区不平衡治理装置

说明书

本实用新型涉及台区光伏的三相不平衡治理应用的技术领域，更具体地，涉及一种基于光伏换相技术的配电台区不平衡治理装置。包括太阳能板、DC‑DC直流变换器、蓄电池、逆变电路、换相开关、温度及光照检测单元、控制单元、电流传感器等模块。温度及光照检测单元将环境数据输送给控制单元，控制单元对环境数据进行分析处理，控制DC‑DC直流变换器的工作状态，将电能储存在蓄电池中；电流传感器采集三相电流数据并传输给控制单元，控制单元对电流数据进行分析处理，控制换相开关中三相的通断，改变光伏的并网相，从而实现三相不平衡电流的调节。本实用新型充分利用并网光伏，参与配电台区的三相不平衡治理，能实现就地平衡负荷，有效降低三相不平衡度，提高配电变压器负荷承受能力的目的。

技术领域

本实用新型涉及台区光伏的三相不平衡治理应用的技术领域，更具体地，涉及一种基于光伏换相技术的配电台区不平衡治理装置。

背景技术

低压配电网作为电力系统中的末端环节，连接电网与广大用户，与居民日常生活息息相关。但由于配电网长期以来所存在的网架薄弱及改造资金不足等问题，导致用电水平相对国际先进水平仍有差距。因此，近年来，我国加大了配电网的资金投入和改造力度。2015年，国家发展改革委、国家能源局相继制定了《关于加快配电网建设改造的指导意见》（发改能源〔2015〕1899号）和《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》（国能电力〔2015〕290号），并明确提出将全面加快现代配电网建设，2015—2020年配电网建设改造投资不低于2万亿元。

三相不平衡是衡量电能质量的重要指标之一。近年来，我国配网中的三相不平衡问题愈发严重，成为影响配网运行和供电质量的关键指标。一方面，随着负荷种类、用电量的增加，单相负荷的比例逐步增大；另一方面，越来越多的非线性负荷（例如电热电炉、电力牵引机车、换流装置等）和冲击性的工业用电和民用电等设备直接接入配电网，给电网注入大量负序和谐波电流，从而大大加重配网的不平衡程度。三相负载不平衡对电力系统和用电设备造成的危害极大，一方面将增加线路和配电变压器的有功损耗，使配电变压器运行温度升高，降低配电变压器功率且限制配电变压器负荷承受能力，另一方面，将影响电动机输出功率并使绕组温度升高，产生中性点电压偏移，造成三相电压不对称，严重时会烧毁用户电器。此外，还会加大对周围通信系统的干扰，影响正常通信质量。

鉴于三相不平衡程度过大给电网带来的严重危害，我国制定了相关规程导则对其进行加以控制，Q/GDW 1519-2014《配电网运维规程》中规定：配电变压器的负荷不平衡度应符合：Yyn0接线变压器负荷不平衡度不大于15%，零线电流不大于变压器额定电流的25%；Dyn11接线变压器负荷不平衡度不大于25%，零线电流不大于变压器额定电流的40%。

作为关乎电能质量的关键指标之一，国内外已针对三相不平衡问题的治理展开了相关的研究。目前在治理三相不平衡方面常用的手段和调节装置主要包括换相开关型、电容型以及电力电子型三种。其中，换相开关型调节装置是对部分负荷进行在线自动换相，会造成短时供电中断或闪络，因此治理效果取决于其制造技术；电容型调节装置投资较少，但不能进行动态跟踪平衡，且常伴随无功倒送的现象；电力电子型调节装置可动态实现三相不平衡调整，但投资较大，且控制策略复杂，在实际工程应用中很少投入使用。可见，在三相不平衡治理方面，需要进一步研发出一套兼备良好治理效果与较低资金投入的调节装置。

发明内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于光伏换相技术的配电台区不平衡治理装置，将配电台区光伏应用于三相不平衡的治理中，在充分利用可再生能源的同时，也有助于分布式户用光伏电源的消纳。通过监测三相电流数据，采用换相技术，调整光伏并网相及并网电流，从而调整配电台区三相电流，并降低其不平衡度，减少线路和配电变压器损耗，提高配电变压器负荷承受能力。

本实用新型的技术方案是：一种基于光伏换相技术的配电台区不平衡治理装置，其中，包括太阳能板、DC-DC直流变换器、蓄电池、逆变电路、换相开关、温度及光照监测单元、控制单元、电流传感器；