[发明专利]电网长距离低压供电问题串联型治理装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种电网长距离低压供电问题串联型治理装置及其控制方法，该装置包括整流模块、逆变模块、储能电池模块、控制系统专用模块、通讯模块及旁路开关；整流模块和逆变模块串联后接在交流配电网及用户侧之间；储能电池模块与整流模块、逆变模块之间的直流母线相连；控制系统专用模块与整流模块、逆变模块、储能电池模块及旁路开关的控制端相连；旁路开关接在交流配电网及用户侧之间。本发明针对偏远弱联电网长距离低压单户独立供电场景这一典型用电场景，以串联方式接入用户侧前端，实现用户侧与线路侧的隔离，通过最优能量控制策略，开展微网供电技术研究，降低供电成本，满足线路末端用户用电需求，解决目前农网中存在的缺电、限电问题。

技术领域

本发明涉及储能技术应用领域，具体是一种电网长距离低压供电问题串联型治理装置及其控制方法。

背景技术

偏远地区农村电网远离配网核心区域，普遍存在台区供电半径大、输电线路长、设备性能陈旧、用电可靠性低及电能质量差等特点。受地形地貌影响，农村存在大量的单辐射型长线路低压弱联电网，供电可靠性形式严峻。此外，由于农村电网普遍存在的季节性负荷、不平衡负荷等导致居民用电及生产用电矛盾突出，居民投诉率居高不下，迫切需要解决电压低及经常性停电的问题。以现场实际案例为例，某农网供电台区配置了一台10kV、80kVA变压器，供电户数42户，部分分支线路距离长(如1户单独供电距离长达5km，6户集中供电距离为4km)，虽然采用了35mm²铝芯电缆来尽量减小线路压降，但末端用户仍无法正常用电，供电电压随线路负荷情况在140～240V间波动。整个台区年用电量不足2万度，负荷率不足10％，线损率高达40～60％。其核心问题在于有功功率输送能力不足，现有无功补偿及有载调压技术难以解决末端电网用电问题，采用10kV网架改造的常规网改方案资金负担也较为突出。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种电网长距离低压供电问题串联型治理装置及其控制方法，解决了目前偏远弱联电网中普遍存在的线路末端低压单户因功率不足而导致的低电压、电压频繁大范围波动等电能质量问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种电网长距离低压供电问题串联型治理装置，包括整流模块、逆变模块、储能电池模块、控制系统专用模块、通讯模块及旁路开关；

所述整流模块和所述逆变模块串联后接在交流配电网及用户侧之间，所述整流模块和所述逆变模块具有接入光直流电源和负载的拓展接口；

所述储能电池模块与所述整流模块、所述逆变模块之间的直流母线相连；

所述控制系统专用模块与所述整流模块、所述逆变模块、所述储能电池模块及所述旁路开关的控制端相连，并通过通讯模块与远程监控平台进行信息互联，所述控制系统专用模块用于实时采集装置前端线路侧电压、储能SOC、各模块状态信息，根据控制逻辑下发指令给整流模块、逆变模块、旁路开关，控制治理装置进行储能充、放电及旁路开关的闭合、开断操作；

所述通讯模块用于实时上传治理装置的运行数据至远程监控平台，以实现远程状态监视及运维管理；

所述旁路开关接在交流配电网及用户侧之间，用于根据控制系统专用模块的控制指令控制交流配电网与用户侧间的通断。

进一步的，所述控制系统专用模块根据控制逻辑下发指令给整流模块、逆变模块、旁路开关，具体包括：

在装置前端电压U位于储能补电区间(U1,U_max)时，其中U_max为装置可正常运行范围的最高前端电压，使整流模块投入，对储能电池模块进行充电，在其他电压条件下，使整流模块均处于退出状态；

当装置前端电压位于低电压治理区间U＜U0或者过电压区间U_max＜U范围内时，使逆变模块投入，通过储能电池模块支撑后端用户侧电压；在其他电压条件下使逆变模块均处于退出状态；