一種基于移動(dòng)式儲(chǔ)能電站和有載調(diào)壓器的電壓治理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電壓調(diào)節(jié)裝置和方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于移動(dòng)式儲(chǔ)能電站和有載調(diào)壓器的電壓治理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國(guó)農(nóng)村進(jìn)入消費(fèi)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型階段，農(nóng)村居民家庭用電需求不斷邁上新臺(tái)階，部分地區(qū)農(nóng)村用電客戶在用電高峰期出現(xiàn)“低電壓”問題，嚴(yán)重的已影響正常用電。目前針對(duì)農(nóng)網(wǎng)末端電壓過低的治理措施主要有線路改造、新增配變布點(diǎn)、安裝無功補(bǔ)償裝置、架設(shè)有載調(diào)壓變壓器以及移動(dòng)式儲(chǔ)能電站。線路改造與新增配變布點(diǎn)相應(yīng)的改造能解決供電半徑過長(zhǎng)導(dǎo)致的低電壓?jiǎn)栴}，但是所需成本較高，一般落后的農(nóng)網(wǎng)地區(qū)無配套的資金來實(shí)施改造方案；無功補(bǔ)償裝置能解決無功不足導(dǎo)致的線路低電壓?jiǎn)栴}，但不能完全解決低電壓?jiǎn)栴}，且串聯(lián)電容補(bǔ)償還容易產(chǎn)生諧振問題；單純依靠有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)整可能會(huì)引起電壓失穩(wěn)靜分叉點(diǎn)“迀移”，導(dǎo)致負(fù)調(diào)壓效應(yīng)，同時(shí)存在著負(fù)荷過大，調(diào)壓器沒有對(duì)應(yīng)工作點(diǎn)的情況，從而達(dá)不到升高線路電壓的效果；移動(dòng)式儲(chǔ)能電站通過為負(fù)荷提供所需的有功功率來提升線路電壓，但由于電池的儲(chǔ)能特性使得儲(chǔ)能電站的容量一般較小，對(duì)長(zhǎng)線重載地區(qū)的低電壓治理效果有限。
[0003]中國(guó)專利公開號(hào)CN103580049的專利文件針對(duì)電動(dòng)汽車充換電站內(nèi)儲(chǔ)備的大量換電式電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)電池閑置、利用率低的問題，提出了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用于電網(wǎng)低電壓線路調(diào)壓的方法，將電動(dòng)汽車電池箱作為儲(chǔ)能電池，能量轉(zhuǎn)換裝置通過整理裝置對(duì)電池充電，逆變裝置將電池箱的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⒕W(wǎng)到交流電網(wǎng)，解決大城市居民或工業(yè)小區(qū)供電線路可能出現(xiàn)短時(shí)段的低電壓?jiǎn)栴}。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)由于動(dòng)力電池相對(duì)用電負(fù)荷所提供的功率較低，存在該方法實(shí)際應(yīng)用時(shí)的低電壓治理效果不明顯，使用范圍存在很大的局限性。
[0004]中國(guó)專利公開號(hào)CN201674229的專利文件涉及一種線路末端調(diào)壓和無功補(bǔ)償雙功能調(diào)壓器，包括自耦調(diào)壓器，自耦調(diào)壓器的輸出端設(shè)置有多個(gè)可調(diào)節(jié)抽頭，抽頭連接有饋線和無功補(bǔ)償用電容器支路，兩種用途的抽頭可以根據(jù)調(diào)節(jié)需求進(jìn)行獨(dú)立連接或交叉重疊連接。該專利實(shí)現(xiàn)了采用一種設(shè)備即可在調(diào)節(jié)電壓的同時(shí)，又改善線路功率因數(shù)的目的。但在低電壓治理時(shí)該調(diào)壓器分接頭的調(diào)整可能會(huì)引起電壓失穩(wěn)靜分叉點(diǎn)“迀移”，導(dǎo)致負(fù)調(diào)壓效應(yīng)，同時(shí)存在著負(fù)荷過大，調(diào)壓器沒有對(duì)應(yīng)工作點(diǎn)的情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)的崩潰。
[0005]中國(guó)專利公開號(hào)CN104242322的專利文件公開了一種農(nóng)網(wǎng)低電壓就地?zé)o功補(bǔ)償自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，增加配變低壓側(cè)自動(dòng)投切無功補(bǔ)償裝置及低壓線路無功補(bǔ)償裝置，對(duì)大功率用戶安裝就地補(bǔ)償裝置，在支線末端加裝電壓提升裝置，電壓提升裝置包括三相不平衡調(diào)整無功補(bǔ)償控制器、星接電容和角接電容，通過在相間接入電力星接電容和角接電容，結(jié)合三相不平衡調(diào)整無功補(bǔ)償控制器來提高變壓器輸出效率和功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)支線電壓的合理化調(diào)節(jié)和降低線損，有效提升支線電壓。但對(duì)于長(zhǎng)線重載線路而言，由于線路電阻和有功功率傳輸所造成的電壓損失不能忽視，因此電容補(bǔ)償不能完全解決低電壓?jiǎn)栴}，且串聯(lián)電容補(bǔ)償還容易產(chǎn)生諧振問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于移動(dòng)式儲(chǔ)能電站和有載調(diào)壓器的電壓治理裝置及方法，所述治理裝置和方法消除了有載調(diào)壓器單獨(dú)工作時(shí)出現(xiàn)的負(fù)調(diào)壓效應(yīng)，增加了調(diào)壓器在不同負(fù)荷時(shí)的工作范圍，避免調(diào)壓設(shè)備導(dǎo)致的電壓失穩(wěn)而引起的系統(tǒng)電壓崩潰；通過使用儲(chǔ)能電站，避免了通過無功補(bǔ)償和其他設(shè)備調(diào)壓過程中衍生的電能質(zhì)量問題；解決了儲(chǔ)能設(shè)備由于容量限制而對(duì)低電壓治理效果有限的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種基于移動(dòng)式儲(chǔ)能電站和有載調(diào)壓器的電壓治理裝置，其特征在于:所述治理裝置包括移動(dòng)式儲(chǔ)能電站、有載調(diào)壓裝置和監(jiān)控系統(tǒng)，所述移動(dòng)式儲(chǔ)能電站并聯(lián)在農(nóng)網(wǎng)輸電線路上，所述移動(dòng)式儲(chǔ)能電站用于為農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷提供所需的有功功率來提升農(nóng)網(wǎng)線路電壓，所述有載調(diào)壓裝置串接在農(nóng)網(wǎng)輸電線路上，用于通過調(diào)節(jié)有載分接開關(guān)來提升線路電壓，監(jiān)控系統(tǒng)通過對(duì)饋線電壓、移動(dòng)式儲(chǔ)能電站以及有載調(diào)壓器的工作狀態(tài)和相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電站有功功率的輸出控制和有載調(diào)壓器的調(diào)壓控制。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述移動(dòng)式儲(chǔ)能電站包括電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、升降壓變和高壓開關(guān)柜，所述電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與升降壓變之間以及升降壓變與高壓開關(guān)柜之間雙向數(shù)據(jù)交互，所述治理裝置通過高壓開關(guān)柜并聯(lián)在農(nóng)網(wǎng)輸電線路上。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述有載調(diào)壓裝置包括依次串聯(lián)的電源變壓器、真空斷路器、自動(dòng)調(diào)壓器和隔離開關(guān)，所述有載調(diào)壓裝置通過隔離開關(guān)與農(nóng)網(wǎng)輸電線路連接，旁路斷路器的一端接電源變壓器與真空斷路器的結(jié)點(diǎn)，旁路斷路器的另一端接農(nóng)網(wǎng)輸電線路。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述真空斷路器與自動(dòng)調(diào)壓器之間以及自動(dòng)調(diào)壓器與隔離開關(guān)之間設(shè)有避雷器。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述自動(dòng)調(diào)壓器為雙向調(diào)壓器，用于根據(jù)線路的潮流方向來調(diào)節(jié)有載分接開關(guān)。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述自動(dòng)調(diào)壓器包括自耦式變壓器、有載分接開關(guān)和控制器，自耦式變壓器整個(gè)線圈分為三部分:串勵(lì)線圈、并勵(lì)線圈，控制線圈；有載分接開關(guān)是可在帶負(fù)載的情況下轉(zhuǎn)換接點(diǎn)的開關(guān)，所述控制器包括單片機(jī)、顯示電路、按鍵電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、狀態(tài)輸入電路、通訊端口、控制輸出電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)饋線電壓、電流，調(diào)壓器調(diào)壓檔位，儲(chǔ)能電站的電壓、溫度、電流、SOC(電池剩余電量)、DOD(電池放電深度)以及當(dāng)前輸出功率、輸入功率、日輸入電量、日輸出電量、累計(jì)輸入電量、累計(jì)輸出電量進(jìn)行監(jiān)控，并通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的控制策略。
[0014]本發(fā)明還公開了一種基于移動(dòng)式儲(chǔ)能電站和有載調(diào)壓器的電壓治理方法，其特征在于所述方法包括如下步驟:
[0015]I)監(jiān)控系統(tǒng)通過饋線互感器獲得農(nóng)網(wǎng)輸電線路的電壓和電流信息；
[0016]2)監(jiān)控系統(tǒng)采集移動(dòng)式儲(chǔ)能電站和有載調(diào)壓裝置的運(yùn)行參數(shù)信息；
[0017]3)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)上述采集的信息進(jìn)行處理并分析，判斷農(nóng)網(wǎng)輸電線路上是否存在低電壓；
[0018]4)當(dāng)農(nóng)網(wǎng)輸電線路電壓在正常范圍時(shí)，控制系統(tǒng)控制有載分接開關(guān)動(dòng)作，將自動(dòng)調(diào)壓器檔位置于初始值，同時(shí)控制移動(dòng)式儲(chǔ)能電站停止輸出相應(yīng)有功功率，而處于充電狀態(tài)或者離線工作狀態(tài)；
[0019]5)當(dāng)農(nóng)網(wǎng)輸電線路電壓處于低電壓范圍時(shí)，此時(shí)進(jìn)一步判斷僅依靠有載調(diào)壓裝置是否能將低電壓調(diào)制到正常范圍；
[0020]6)如果僅依靠有載調(diào)壓裝置能將低電壓調(diào)制到正常范圍時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)控制調(diào)壓器有載分接開關(guān)動(dòng)作，使農(nóng)網(wǎng)輸電線路達(dá)到預(yù)定值，同時(shí)控制移動(dòng)式儲(chǔ)能電站停止輸出相應(yīng)有功功率，而處于充電狀態(tài)或者待機(jī)狀態(tài)；
[0021]7)如果僅依靠有載調(diào)壓裝置不能將低電壓調(diào)制到正常范圍時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)控制有載調(diào)壓裝置和移動(dòng)式儲(chǔ)能電站同時(shí)工作，將有載調(diào)壓裝置調(diào)至相應(yīng)的升壓檔位，移動(dòng)式儲(chǔ)能電站在缺電的情況下離網(wǎng)運(yùn)行，在有電的情況下輸出相應(yīng)的功率，使農(nóng)網(wǎng)輸電線路達(dá)到預(yù)定值。
[0022]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述治理裝置和方法消除了有載調(diào)壓器單獨(dú)工作時(shí)出現(xiàn)的負(fù)調(diào)壓效應(yīng)，增加了調(diào)壓器在不同負(fù)荷時(shí)的工作范圍，避免調(diào)壓設(shè)備導(dǎo)致的電壓失穩(wěn)而引起的系統(tǒng)電壓崩潰；通過使用儲(chǔ)能電站，避免了通過無功補(bǔ)償和其他設(shè)備調(diào)壓過程中衍生的電能質(zhì)量問題；解決了儲(chǔ)能設(shè)備由于容量限制而對(duì)低電壓治理效果有限的問題。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0024]圖1是本發(fā)明所述治理裝置的原理框圖；
[0025]圖2是本發(fā)明所述方法的流程圖；
[0026]圖3是某恒功率負(fù)荷線路在有載調(diào)壓器單獨(dú)控制時(shí)的調(diào)壓效應(yīng)曲線圖；
[0027]圖4是某恒功率負(fù)荷線路在所述使用所述治理裝置時(shí)的調(diào)壓效應(yīng)曲線圖；
[0028]其中:1 一移動(dòng)式儲(chǔ)能電站，2 —有載調(diào)壓裝置，3 —電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，4 一升降壓變，5 一尚壓開關(guān)柜，6 —電源變壓器，7 —真空斷路器，8 —自動(dòng)調(diào)壓器，9 一隔尚開關(guān)，10 一避雷器，11 —旁路斷路器，12 -1OkV電源線，13 -1OkV母線，14 —負(fù)荷。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明公開了一種基于移動(dòng)式儲(chǔ)能電站和有載調(diào)壓器的電壓治理裝置，所述治理裝置包括移動(dòng)式儲(chǔ)