一种低压电网末端电压治理装置的制作方法

1.本实用新型属于电压控制技术领域，尤其涉及一种低压电网末端电压治理装置。


背景技术：

2.随着光伏发电技术的普及和国家扶贫政策的影响，农村分布式光伏的装机数量和容量逐渐增多，同时也带来了一些问题，比如光伏并网点距离变压器较远时，易导致线路末端电压越限，增加用户电器过压烧毁的风险。且光伏发电具有昼夜周期波动大，以及受天气影响随机波动的特点，无法通过调节变压器固定抽头的方式解决电压越限问题。
3.如图1-2所示，因光伏并网发电，导致电压波动从
±
5％变为-5％～16％，已经明显超出国家标准的-10％～7％，对用户的电气安全造成威胁。
4.文献南京师范大学学报第17卷第3期《分布式光伏系统并网对配电网电压的影响及电压越限治理方案》提出利用光伏逆变器剩余容量发送无功功率来治理电压越线的问题。该文献方案中的原理是利用光伏逆变器的剩余容量向电网发送无功功率来治理电压越限。虽有一定的效果，但有明显的不足，仅是在紧急条件下的一种应急手段。原因如下：
5.1)低压线路呈阻性而非感性，以lj-16架空线为例，其分布电阻为1.98ω/km，分布电抗为0.358ω/km，这也是光伏并网发电导致线路末端电压升高的原理，而无功调压是建立在线路阻抗呈感性的基础上。因此在阻性线路中无功电流主要改变末端电压的相位，而对线路压降的影响很小，对电压越限的治理效果不佳。
6.2)向电网发送大量的无功功率将严重拉低电网的功率因数，造成线路损耗增加，占用变压器和线路容量，造成浪费。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本实用新型提供一种低压电网末端电压治理装置，其能够极大地增强装置内部无功调压的效果。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
9.一种低压电网末端电压治理装置，包括：
10.电感l，串联在供电线路中，所述电感l两端分别连接有容性无功发生器和感性无功发生器；
11.所述感性无功发生器，用于发出感性无功电流，作用于电感l产生压降，拉低装置出口电压。
12.进一步地，所述容性无功发生器，用于补偿感性无功，实现无功在装置内循环，不上电网。
13.进一步地，所述电感l用于改变线路的局部阻抗性质，实现无功调压。
14.进一步地，所述电压治理装置通过连接变压器接收光伏有功电流。
15.进一步地，所述装置和变压器之间还包括电路电阻。
16.进一步地，所述电路电阻为2.3ω/km。
17.进一步地，所述装置和变压器设置有电感。
18.进一步地，所述电感的漏感电抗为31.7mω。
19.所述感性无功发生器发出感性无功电流iq，在电感l上产生电压分量u
lq
。
20.所述变压器经线路电阻输出光伏有功电流id在电感产生电压分量u
ld
。
21.所述u
ld
和u
lq
矢量合成电感压降
22.所述容性无功发生器qc发出的容性无功就地补偿感性无功。
23.进一步地，所述变压器输出250kva交流电。
24.进一步地，所述装置连接的供电线路为16mm2绝缘导线。
25.本实用新型的有益效果是：
26.本实用新型适用于因光伏并网导致末端电压越限的低压电网，利用串入供电线路的电感改变低压供电线路的局部阻抗特性，为无功调压创造条件；
27.实现无功功率在电压治理装置内部循环，不向电网发送无功，因此不降低电网的功率因数，不占用变压器和线路容量，不增加线损。实现“清洁、绿色”电压治理。
附图说明
28.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
29.图1是本实用新型实施例提供的一种低压电网末端电压治理装置结构示意图；
30.图2是本实用新型实施例提供的一种低压电网末端电压治理装置工作原理矢量图。
具体实施方式
31.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
32.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
33.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
34.本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
35.如图1所示，本实施例的一种低压电网末端电压治理装置，包括：
36.电感l，串联在供电线路中，所述电感l两端分别连接有容性无功发生器和感性无功发生器；
37.所述感性无功发生器，用于发出感性无功电流，作用于电感l产生压降，拉低装置
出口电压；
38.所述容性无功发生器，用于补偿感性无功，实现无功在装置内循环，不上电网。
39.所述电感l用于改变线路的局部阻抗性质，实现无功调压。
40.所述电压治理装置通过连接变压器接收光伏有功电流。
41.所述装置和变压器之间还包括电路电阻，所述电路电阻为2.3ω/km。所述装置和变压器设置有电感，所述电感的漏感电抗为31.7mω。所述感性无功发生器发出感性无功电流iq，在电感l上产生电压分量u
lq
。所述变压器经线路电阻输出光伏有功电流id在电感产生电压分量u
ld
。所述u
ld
和u
lq
矢量合成电感压降所述容性无功发生器qc发出的容性无功就地补偿感性无功。所述变压器输出250kva交流电。所述装置连接的供电线路为16mm2绝缘导线。
42.作为一种实施方式，
43.电感l：改变线路的局部阻抗性质，为无功调压创造条件。
44.感性无功发生器ql：发出感性无功电流，作用于电感产生压降，拉低装置出口电压。
45.容性无功发生器qc：就地补偿上述感性无功，实现无功在装置内循环，不上电网。
46.电感l串联在供电线路中，改变低压线路局部的阻抗性质，建立无功调压的基础条件。
47.感性无功发生器ql，发出感性无功电流，与电感l共同作用，拉低装置出口电压。容性无功发生器qc，发出容性无功电流，就地补偿上述无功电流。无功功率在装置内部循环，实现无功不上电网，不降低电网的功率因数，不产生额外的线路损耗，不占用变压器和线路容量，不增加线损。
48.感性无功发生器和容性无功发生器均为svg静止无功发生器，采用可关断电力电子器件(igbt)组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。
49.svg静止无功发生器是连接在电网上的电压源逆变器，通过实时监测调节逆变器输出电压的相位和幅值，可改变电路吸收或发出的无功电流，实现动态无功补偿。svg可以等效为幅值和相位均可控制的、与电网同频率的交流电压源，通过交流电抗器连接到电网上。对于理想的svg仅改变其输出电压的幅值即可调节与系统的无功交换；当输出电压小于系统电压时，svg工作于“感性”区，吸收感性无功功率(相当于电抗器)；反之svg工作于“容性”区，发出感性无功功率(相当于电容器)。
50.工作原理：
51.感性无功发生器ql发出感性无功电流iq，在电感l上产生电压分量u
lq
；光伏有功电流id在电感产生电压分量u
ld
。二者矢量合成电感压降而装置出口电压如下图。显然u2’
＜u2，可将用户电压拉低到标准范围内，达到了电压治理的目的。
52.容性无功发生器qc发出的容性无功，就地补偿掉上述感性无功。供电线路及变压器上仍然只有光伏发电的有功电流id。因此不降低电网的功率因数，不占用变压器和线路容量，不增加线损。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。