一种基于配网低电压台区的新型电力系统的制作方法

1.本发明涉及配电网领域，具体是一种基于配网低电压台区的新型电力系统。


背景技术：

2.电压作为电能质量的一个重要评价指标，是保障供电服务的基本条件。电力企业对低电压问题高度重视，尤其是农村电网具有点多、线长、面广、负荷分散、用电集中的特点，致使农村低电压成为一个长期的、动态的系统性问题。农村用电负荷的随机性、季节性、周期性特征明显，整体呈现用电负荷率低、峰谷差大、年平均负载率低等状况，用电高峰时段低电压问题突出，造成了部分家用电器无法正常使用，对电力企业的社会形象和服务质量产生了影响。
3.虽然现有技术在产品上做的比较成熟，但是调压线圈受到档位的限制以及电网电压的波动，电压不能稳定保证，传统的无功补偿装置只可实现有级调节，而不具有平滑调节的功能；另外，通风不畅通，如果电力电容器在运行过程中，其温度超过70摄氏度时，有可能会出现膨胀爆炸；电力电容器装置的电压特性不够完善，尤其是对短路故障的稳定性非常差，在和电源切断之后，还会存在着一些残余电荷；除此之外，电力电容器进行无功补偿的精度要偏低一些，这样一来，有可能会对补偿效果产生巨大的影响。以上两种稳压装置均存在自身的损耗，效率传输比尽管已经很高，但仍然一定损耗。目前针对配网的稳压设备，技术上虽然做的比较成熟，但电压会随着线路电压的波动而不断改变，且电压调节档位有限，不能保证电压的质量，且电压的转换存在一定的能量损耗。


技术实现要素：

4.对于现有产生的问题，本发明的目的在于提供一种基于配网低电压台区的新型电力系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于配网低电压台区的新型电力系统，包括汇流箱、太阳能光伏板和太阳能充电控制器，所述的汇流箱和多组太阳能光伏板连接，汇流箱和太阳能充电控制器连接，太阳能充电控制器输出端和蓄电池组连接，蓄电池组和储能变流器连接，储能变流器和电网连接，太阳能充电控制器和储能变流器之间设有网络监视器。
7.作为本发明进一步的方案：所述的太阳能光伏板采用单晶硅太阳能电池，规格尺寸在2279mm*1134mm*35mm的一张板子。
8.作为本发明进一步的方案：所述的蓄电池组通过并联或串联的方式将电池形成模组，蓄电池组采用铅酸蓄电池。
9.作为本发明进一步的方案：所述的储能变流器由储能pcs模组p1、升压稳压模组p2、输出模组p3三部分组成，实现离网逆变、市电充电功能；满足多种电池充放电模式，具有时间段工作模式设定功能。
10.作为本发明进一步的方案：所述的储能pcs模组p1包括霍尔传感器，霍尔传感器一
端通过开关km3和电容c5一端连接，霍尔传感器另一端、电容c5另一端通过双开双掷开关qs3和电池连接，电容c5一端和电感线圈l1一端连接，电感线圈l1另一端和电容c4一端连接，电容c4另一端和电容c5另一端连接，电容c4和脉冲宽度调制pwm1、脉冲宽度调制pwm2连接，脉冲宽度调制pwm1、脉冲宽度调制pwm2和变压器t1连接，变压器t1通过开关和升压稳压模组p2、输出模组p3连接，升压稳压模组p2为ac/ac升压、稳压模组，输出模组p3为负载端口。
11.与现有技术相比；本发明的有益效果是：本发明集成稳压与光伏储能补偿市电为一体，在电压可调范围内，输出电压不随电网电压的波动而变化，转换效率高，电压长期稳定，节约市电，且本设备集成在一个箱体，安装方便，占用空间相对较小，便于拆装。本发明解决了电压小范围波动、电能转换存在一定损耗的缺陷。且配合光伏电能补充，大大的节约了市电。
附图说明
12.图1为基于配网低电压台区的新型电力系统的结构示意图。
13.图2为基于配网低电压台区的新型电力系统中储能变流器的电气原理示意图。
14.图中：1、汇流箱；2、太阳能充电控制器；3、蓄电池组；4、储能变流器；5、电网；6、网络监视器；7、太阳能光伏板。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
16.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“相连”、“连接”应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
17.本科技项目意在解决城郊供电公司5户农村家庭用户约15ka容量台区的低电压问题。根据监测数据显示，在某些时段出现低电压时候的电压在180v左右，与正常电压有40v左右的差距。
18.经过充分的市场调研和实地考察，拟采用太阳能光伏与工频稳压储能变流器两个系统相结合的方式解决上述问题。
19.请参阅图1-2，一种基于配网低电压台区的新型电力系统，包括汇流箱1、太阳能光伏板7和太阳能充电控制器2，所述的汇流箱1和多组太阳能光伏板7连接，太阳能光伏板7方便将光能转化为电能，通过汇流箱1汇聚起来，方便后续的使用。
20.汇流箱1和太阳能充电控制器2连接，通过太阳能充电控制器2方便控制装置的工作，保证装置的调节、工作的状态，方便装置的使用，保证安全性。
21.太阳能充电控制器2输出端和蓄电池组3连接，蓄电池组3和储能变流器4连接，储
能变流器4和电网5连接，蓄电池组3方便将太阳能转化的电能存储起来，方便后续的使用，储能变流器4含稳压功能，在光照充足时，由光伏系统优先给负载供电并给电池充电。同时，可以设置可调节时间段，市电作为备用电源补充给电池充电。交流负载端可接当地居民用电负载，此端口为不间断供电端口，优先使用光伏发电，不足的以市电补充，当市电电压过低时，本储能变流器内置升压、稳压部分工作，保证用电系统的稳定电源。
22.太阳能充电控制器2和储能变流器4之间设有网络监视器6，通过网络监视器6如电脑、手机等，方便监控整个装置的使用的安全性，保证装置的正常安全运行，方便装置的使用，保证安全性。
23.太阳能光伏板7采用转化效率较高且造价相对合适的单晶硅太阳能电池，光电转换效率为18％左右。规格尺寸在2279mm*1134mm*35mm的一张板子输出功率约为540w。
24.蓄电池组3通过并联或串联的方式将电池形成模组，若需要更大的效率输出，再组合成阵列。可采用屋顶光伏设计，将光伏发电与农村房屋外立面相结合，合理利用空间布局。
25.蓄电池组采用铅酸蓄电池，一个单格铅酸电池的标称电压是12.0v,能放电到9.0v,能充电到14.4v。采用浮充电工作方式，作用是储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并可随时向负载供电。
26.设备容量为15kw工频的稳压储能变流器，具体功能如下：储能变流器采用dc/ac 隔离变压器 市电稳压架构，能有效的平稳母线电压在突加时的波动，从而提高整机输出的动态响应时间。使用地点：室外；环境温度：-20℃～50℃；相对湿度：0～90％，不结露，防潮、防霉菌等。冷却方式为自然风冷。储能变流器保护功能：输出过载保护、输出短路保护、输出反相序保护、输出电压欠电压保护、输出电压过电压保护、输出三相不平衡保护及报警、输入直流过压、直流欠压保护、过流保护、反接保护、输入交流稳压等。默认485通讯接口可与监控系统通讯，采用modbusrtu通讯协议。运行状态可视化程度高。触摸屏作为人机界面。通过触摸操作，可清晰显示实时各项运行数据，实时故障数据，历史故障数据等。具有交流输入手动分断开关，紧急停机操作开关。
27.储能变流器4由储能pcs模组p1、升压稳压模组p2、输出模组p3三部分组成，可实现离网逆变、市电充电功能；满足多种电池充放电模式，具有时间段工作模式设定功能，根据当地电网特点设置合理的工作方式。
28.储能pcs模组p1包括霍尔传感器，霍尔传感器一端通过开关km3和电容c5一端连接，霍尔传感器另一端、电容c5另一端通过双开双掷开关qs3和电池连接，电容c5一端和电感线圈l1一端连接，电感线圈l1另一端和电容c4一端连接，电容c4另一端和电容c5另一端连接，电容c4和脉冲宽度调制pwm1、脉冲宽度调制pwm2连接，脉冲宽度调制pwm1、脉冲宽度调制pwm2和变压器t1连接，变压器t1通过开关和升压稳压模组p2、输出模组p3连接。
29.储能pcs模组p1根据用户需求选为5kw，用于补充电网供电缺口。升压稳压模组p2为ac/ac升压、稳压模组，根据用户用电需求选为15kw。输出模组p3为负载端口，接用户的用电负载，此端口输出功率为p1 p2，此端口输出能力为20kw。p3输出功率优先取来自p1的电能，不足的部分有p2补充。从而实现优先使用光伏发电，市电作为补充的功能。
30.本系统主要目的是解决电压过低时供电缺口问题。光伏发电用于自用，起到减少用电及弥补电网供电缺口的问题。因为网电存在电压过低的情况，为了系统运行稳定关闭
储能变流器并网功能。
31.对于现有的低压三相稳压装置，基本上分为线圈调压和无功补偿两种类型，线圈调压是通过改变线圈的匝数从而改变电压，原理同变压器的原理相似。无功补偿通过电容器的串、并联组合，提高电网的功率因数，降低损耗，从而改善电网的电能质量。这两种稳压装置发展较早，在技术方面做的很成熟。本发明节能、便于安装、稳定可靠
32.本发明电力系统集成稳压与光伏储能补偿市电为一体，在电压可调范围内，输出电压不随电网电压的波动而变化，转换效率高，电压长期稳定，节约市电，且本设备集成在一个箱体，安装方便，占用空间相对较小，便于拆装。本发明基于以上情况，解决了电压小范围波动、电能转换存在一定损耗的缺陷。且配合光伏电能补充，大大的节约了市电。
33.对于本领域技术人员而言；显然本发明不限于上述示范性实施例的细节；而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下；能够以其他的具体形式实现本发明。因此；无论从哪一点来看；均应将实施例看作是示范性的；而且是非限制性的；本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定；因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
34.此外；应当理解；虽然本说明书按照实施方式加以描述；但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案；说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见；本领域技术人员应当将说明书作为一个整体；各实施例中的技术方案也可以经适当组合；形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。