[发明专利]一种应用于高原地区的可扩容末端低电压治理装置

说明书

本发明公开了一种应用于高原地区的可扩容末端低电压治理装置，包括一套或多套主机和从机，其中主机输入侧与配电网变压器输出侧连接，输出侧与从机输入侧连接，从机输出侧与用户连接。主机与从机的数量可根据用户容量需求选择。本发明通过电力电子变换技术，将三相交流电变换为直流电，利用直流配电线损低进行长距离配电，因逆变器输出电压可控将直流电变换为稳定交流电供用户使用，显著提升高原地区末端低电压用户供电质量。该方案装置安装方便，可充分利用现有配电线路，节省综合改造成本，更适用于用电用户分布分散，输电线路过长的高原地区。

技术领域

本发明涉及低压配电网电压治理技术领域，尤其涉及一种应用于高原地区的可扩容末端低电压治理装置。

背景技术

随着国家经济的迅速发展，乡村的经济建设得到了迅猛发展，随之而来的问题便是配电网的供电能力与乡村用电需求不匹配，这种矛盾日渐突出，导致低电压问题频繁发生，用户正常用电受到严重影响，给供电可靠性带来了巨大考验。加之高原地区农牧区用户分布分散，导致建设时部分台区存在输电线路过长，线路压降过大，末端低电压问题尤为严峻。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。

原有低电压治理措施有台区扩容改造、人工调压、安装自动有载调压变压器、LVR串并联式电力电子补偿装置，安装无功补偿、AUC等设备，但这几种措施有改造投入大，调节范围受限，扩容困难难以满足季节性或阶段性的容量变化需求等问题。因此发明一种应用于高原地区的可扩容末端低电压治理装置尤为重要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种应用于高原地区的可扩容末端低电压治理装置，基于现有配电网，通过电力电子技术，将传统的交流配电变换为直流配电，在无需线路改造的情况下，实现线路配电容量的提升，解决了高原地区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，本发明提出了一种应用于高原地区的可扩容末端低电压治理装置，包括一套或多套主机和从机组成，其中：

主机，安装在10kV/380V变压器500米范围内，根据治理装置状态、容量需求等，自动在直流配电模式、旁路模式和待机模式之间切换，用于将三相交流电升压整流成为直流电，进行长距离配电；

从机，安装在用户附近，根据治理装置状态、容量需求，自动在直流配电模式、旁路模式和待机模式之间切换，用于将直流电逆变成为单相交流电，供用户使用；

主机的输入侧与配电网变压器输出侧三相交流电连接，输出侧接长距离线缆后与从机的输入侧连接；从机输出侧与用户连接，主机与从机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，所述主机包括三相断路器、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，用于控制主机输入电能的通断；

输入、输出载波模块，与上行设备/从机通信，交互信息；

ACDC变流模块，承担交流-直流电能变换功能，其采用三相两电平拓扑结构，每个桥臂由两个IGBT模块并联组成，可实现模块冗余，另一方面可实现装置容量的变化；

直流继电器，用于控制ACDC变流模块输出直流电的通断；

旁路继电器，用于控制旁路单相交流电的通断；

无线通讯模块，与从机和其他远程设备通信，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；