[发明专利]一种分布式低压配电网末端低电压治理装置

说明书

本发明公开了一种分布式低压配电网末端低电压治理装置，包括整流装置和逆变装置，其中，整流装置输入侧与配电网变压器输出侧连接，将三相交流电升压整流成为直流电，输出侧与逆变装置输入侧连接；逆变装置输入侧与整流装置输出侧连接，将直流电逆变成为单相交流电，输出侧与用户连接。本发明通过交流‑直流‑交流变换技术，显著缩短单相交流配电线路长度，提升末端电压质量；将低压交流配电升压为直流配电后，线路阻抗和线路流经电流均减小，显著降低线路损耗；装置安装方便，可充分利用现有配电线路，无需重新铺设线缆，节省综合改造成本。

技术领域

本发明涉及低压配电网电压治理技术领域，尤其涉及一种分布式低压配电网末端低电压治理装置。

背景技术

随着居民生活水平的提高，家用电器的种类和数量不断增加，对配电网电压质量的要求也成为供电企业的重要考验。《电能质量供电电压偏差》(GB/T 12325-2008)国家标准中规定，220V单相供电电压偏差为标称电压的+7％和-10％以内。但在一些较为偏远的山区和农村，配电网末端的低电压问题普遍存在，供电能力与用电需求之间的矛盾非常突出，总体呈现明显的位置性、时段性等特点。这些地区配电网的建设受负荷分布、地理环境以及经济水平等因素的影响，对低电压的治理手段非常有限。对于普通居民而言，低电压导致无法正常使用大功率电器，用电效率降低，一些电机类设备甚至存在由于低电压而导致堵转损坏的风险。对于电网而言，当传输功率一定时，低电压会导致线路传输的电流增大，变压器损耗和线路损耗增加，输电效率降低，严重时可能会造成线路跳闸。

低电压问题形成的重要原因之一是配电末端单相交流电供电线路半径长、供电线缆直径小，除线路自身存在电阻外，交流信号的传输也会在线路上产生一定的阻抗。针对上述低电压问题，目前常用的治理措施是优化改造配电线路，增加配电变压器容量。但这种方法存在施工周期长、施工成本高以及投资回报率低等问题，尤其在交通不便的山区、丘陵地带，施工难度大也是不容忽视的因素。此外，随着用电环境的提升，居民家中大功率负载的增多，改造完成的线路也可能由于用电负荷的持续增加而再次出现低电压问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种分布式低压配电网末端低电压治理装置，基于现有配电网，通过电力电子变流技术，将传统的交流配电升压为直流配电，解决交流低压长距离传输的末端低电压问题，提升末端电压质量；采用升压直流配电，线路阻抗和流经电流均减小，降低线路损耗；充分利用现有配电线路，设备安装和施工方便，降低综合改造成本。

为实现上述目的，本发明提出了一种分布式低压配电网末端低电压治理装置，包括整流装置和逆变装置，其中：

整流装置，用于将三相交流电升压整流成为直流电，并根据系统状态，自动在直流配电模式和旁路模式之间切换；

逆变装置，用于将直流电逆变成为单相交流电，并根据系统状态，自动在直流配电模式和旁路模式之间切换；

其中，整流装置的输入侧与配电网变压器输出侧三相交流电连接，输出侧与逆变装置的输入侧连接；逆变装置输入侧与整流装置的输出侧连接，输出侧与用户连接，整流装置与逆变装置通过载波通信和无线通信方式交互指令与状态信息，两种通信方式相互冗余备份。。

进一步地，整流装置包括三相断路器、输入载波模块、ACDC变流模块、直流继电器、旁路继电器、输出载波模块、无线通讯模块以及主控模块，其中：

三相断路器，控制整流装置输入电能的通断；

输入载波模块，与上行设备通信，交互信息；

ACDC变流模块，承担交流-直流电能变换功能；

直流继电器，控制ACDC变流模块输出直流电的通断；

旁路继电器，控制旁路单相交流电的通断；

输出载波模块，与逆变装置通信，交互信息；