[实用新型]一种基于独立电压注入的配电网三相电压补偿装置

说明书

本实用新型涉及电力电子技术领域，提供一种基于独立电压注入的配电网三相电压补偿装置，包括信号采集和信号调理模块、中央处理器、基于IGBT的AC‑AC功率变换及滤波模块、电压补偿变压器及旁路保护模块、故障快速检测和旁路控制模块、人机交互和显示模块。本实用新型能自适应地向被补偿电网注入三相独立的补偿电压，比常规手段更有效地自适应补偿配电网末端电压偏低以及三相电压不平衡现象，显著改善配电网电能质量。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种基于独立电压注入的配电网三相电压补偿装置。

背景技术

配电网中10kV/380V变压器被大量、广泛的使用，其供电半径普遍较长，负载过重现象造成线路损耗、三相电压不平衡以及末端用户电压降低，尤其是煤改电取暖工程实施后，当采暖季到来时以及夏季空调使用高峰时，一些线路末端电压降低的状况更严重，导致许多家用电器、仪器设备等不能正常启动，严重影响配电网的电能质量。

配电网末端用户电网电压降低和三相电压不平衡是个比较普片存在且难以妥善解决的问题，常用的解决方法是采用电力电容器、低压SVG、APF等器件或装置对电网实施无功补偿，以减少无功电流在电网中产生的电压降，但这些常用的解决方法对于因变压器的供电半径较长、有功负荷过重引起的配电网末端电网电压降低仍是无能为力，且解决三相电压不平衡的效果不好。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于独立电压注入的配电网三相电压补偿装置，能自适应地向被补偿电网注入三相独立的补偿电压，使被补偿电网的电压恢复性抬升并使三相电压趋于平衡。

本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的：一种基于独立电压注入的配电网三相电压补偿装置，包括信号采集和信号调理模块、中央处理器、基于IGBT的AC-AC功率变换及滤波模块、电压补偿变压器及旁路保护模块、故障快速检测和旁路控制模块、人机交互和显示模块；所述信号采集和信号调理模块用于实时采集配电网末端及电压补偿装置接入端的电压、电流信息并对其进行信号调理，所述信号采集和信号调理模块与中央处理器相连，信号采集和信号调理模块将经过调理的信息发送至中央处理器，所述中央处理器与基于IGBT的AC-AC功率变换及滤波模块相连，基于IGBT的AC-AC功率变换及滤波模块从电压补偿装置接入端的三相配电网中提取三相交流电能，经过交-直-交变换后生成三个独立的注入补偿电压，三个独立的注入补偿电压分别输送至电压补偿变压器及旁路保护模块中的三个补偿变压器的原边绕组，串联在配电网中的三个补偿变压器的次边绕组向三相配电网注入补偿电压，并完成电压隔离；所述故障快速检测和旁路控制模块分别与中央处理器、基于IGBT的AC-AC功率变换及滤波模块、电压补偿变压器及旁路保护模块相连，所述人机交互和显示模块与中央处理器相连。

在上述技术方案中，该电压补偿装置还设有储能及充放电控制模块，所述储能及充放电控制模块并接于基于IGBT的AC-AC功率变换及滤波模块中的直流母线上，其功能是在配电网处于用电低谷期间将电能储存于本模块，在用电高峰期间，将储存的电能经过逆变后输送给配电网，完成配电网的削峰平谷作用，并能平抑电压跌落对电网的危害。

在上述技术方案中，所述中央处理器采用芯片EP3C55F484，芯片EP3C55F484的端口B1、B2、C1、C2、D2、D6-D10、E5、E6与信号采集和信号调理模块相连,芯片EP3C55F484的端口A19、A20、B16-B20、C17-C19、D15、D16与基于IGBT的AC-AC功率变换及滤波模块相连,芯片EP3C55F484的端口R5、T4、T5、V4与人机交互和显示模块相连，芯片EP3C55F484的端口E1、F2与故障快速检测和旁路控制模块相连。

所述中央处理器对信号采集和信号调理模块采集的电压、电流信息进行综合处理并对配电网末端及本电压补偿装置接入端的实时电压进行判断，采用三角调制波与设定正弦波进行比较运算出本电压补偿装置需要输出的补偿电压信息即正弦波脉冲宽度调制信息，并将此信息发送至基于IGBT的AC-AC功率变换及滤波模块。