本實(shí)用新型涉及低壓配網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，農(nóng)村低壓電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問(wèn)題主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1)無(wú)功補(bǔ)償不足。隨著農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的農(nóng)戶(hù)擁有了農(nóng)用機(jī)械設(shè)備。如焊機(jī)、電抗器、整流器等，不但要消耗較大的有功功率，而且還要消耗大量的無(wú)功功率。消耗的無(wú)功功率約占到電網(wǎng)無(wú)功總量的10％-20％，農(nóng)村地區(qū)大量使用的異步電機(jī)，所消耗的無(wú)功功率甚至占到了農(nóng)村無(wú)功總負(fù)荷的60％-80％。農(nóng)村用電設(shè)備的配套、使用和管理的不科學(xué)，使用電設(shè)備處于輕載或者空載狀態(tài)，占用了很大比例的無(wú)功功率，造成農(nóng)村電網(wǎng)功率因數(shù)偏低和電壓質(zhì)量低劣，功率損耗和電能損耗較大。

2)三相不平衡。在三相四線制的城市居民和農(nóng)村低壓配電網(wǎng)中，用戶(hù)多為單相負(fù)荷或單、三相負(fù)荷混用，由于負(fù)載的不均衡和系統(tǒng)元件參數(shù)的不對(duì)稱(chēng)，三相間的不平衡電流客觀普遍存在；同時(shí)用戶(hù)負(fù)荷不平衡狀況的無(wú)規(guī)律性和不可預(yù)知性，導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)三相負(fù)載長(zhǎng)期的不平衡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)有超過(guò)85％的低壓臺(tái)區(qū)存在不同程度的三相不平衡狀況。負(fù)荷三相不平衡將給配電網(wǎng)運(yùn)行和電力用戶(hù)帶來(lái)很大危害，例如增加低壓配電網(wǎng)線損，增加配電變壓器損耗，影響其出力，增大線路壓降，降低電壓質(zhì)量，影響電力用戶(hù)的正常用電等。

3)諧波含量大。在農(nóng)村電網(wǎng)中，晶閘管式整流設(shè)備、變頻裝置、充氣電光源以及家用電器，都能產(chǎn)生一定量的諧波。有統(tǒng)計(jì)表明，整流設(shè)備所產(chǎn)生的諧波占整個(gè)諧波的近40％，是最大的諧波源；變頻原理常用于水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備中，由于采用了相位控制技術(shù)，所以在變換后會(huì)產(chǎn)生含復(fù)雜成本(整次或分次)的諧波，因變頻裝置一般具有較大功率，所以也會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的諧波污染；電弧爐、電石爐在加熱原料時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波電流，經(jīng)變壓器的三角形連接線圈而注入電網(wǎng)，其中主要是2-7次的諧波，平均可達(dá)基波的8％-20％，最大可達(dá)45％；充氣電光源和家用電器更是常見(jiàn)的諧波源，如熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈應(yīng)用氣體放電原理發(fā)光，其伏安特性具有明顯的非線性特征；計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、錄像機(jī)、調(diào)光燈具、調(diào)溫炊具、微波爐等家用電器，因內(nèi)置調(diào)壓整流元件，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生高次奇諧波；電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)器含小功率電動(dòng)機(jī)，因不平衡電流的變化也能使波形改變，產(chǎn)生一定量的諧波，這類(lèi)設(shè)備功率雖小，但數(shù)量多，也是電網(wǎng)諧波源中不可忽視的因素。

4)電壓不合格。電壓不合格是低壓配網(wǎng)最為普遍，也是最受用戶(hù)關(guān)注的電能質(zhì)量問(wèn)題。電壓不合格的情況分為電壓偏低和電壓偏高兩種情況。

a)電壓偏低。低壓配網(wǎng)的電能質(zhì)量問(wèn)題主要體現(xiàn)為電壓偏低問(wèn)題，它是各種電能質(zhì)量問(wèn)題的綜合體現(xiàn)。當(dāng)功率因數(shù)較低，無(wú)功補(bǔ)償容量不足造成線路無(wú)功損耗過(guò)大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)線路末端用戶(hù)電壓偏低的情況；當(dāng)線路負(fù)載率較高，三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡時(shí)，負(fù)荷畸重相會(huì)出現(xiàn)電壓偏低的情況；低壓諧波，電壓閃變使配網(wǎng)電壓發(fā)生畸變，會(huì)導(dǎo)致末端電壓偏低；負(fù)荷隨季節(jié)波動(dòng)性大，配電線路供電半徑過(guò)長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生較大的線路損耗，若調(diào)壓能力不足也會(huì)使末端用戶(hù)的電壓偏低等等；

b)電壓偏高。在豐水期，由于部分區(qū)域小水電開(kāi)發(fā)較為集中，總裝機(jī)容量較大，而水電資源豐富的區(qū)域一般經(jīng)濟(jì)都不發(fā)達(dá)，負(fù)荷密度小，豐水期小水電發(fā)出的電能無(wú)法就地進(jìn)行平衡，引起線路末端電壓升高。當(dāng)臺(tái)區(qū)變壓器出現(xiàn)三相不平衡時(shí)，中性點(diǎn)會(huì)向負(fù)荷大的相移動(dòng)，負(fù)荷大的相電壓降低了，負(fù)荷小的相電壓則會(huì)升高。

目前解決的方法，一種是擴(kuò)大變壓器容量，加大配電線路的線徑，從而提高臺(tái)區(qū)的供電能力,但這一方法投資大、工期長(zhǎng)。另一種則是在線路末端安裝電能質(zhì)量治理裝置，包括末端升壓裝置、電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置等，這類(lèi)裝置功能單一，體積大，調(diào)節(jié)精度差，難以適應(yīng)隨負(fù)荷變化而不斷改變的電能質(zhì)量問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置，用于解決目前農(nóng)村低壓配網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償不足、三相不平衡、諧波含量大、電壓不合格的電能質(zhì)量技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置，包括：

電流電壓采集單元，控制器，串聯(lián)型高頻逆變模塊，并聯(lián)型高頻逆變模塊；

電流電壓采集單元輸入端與配網(wǎng)連接，電流電壓采集單元輸出端與控制器輸入端連接，控制器第一輸出端與串聯(lián)型高頻逆變模塊輸入端連接，控制器第二輸出端與并聯(lián)型高頻逆變模塊輸入端連接，串聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端、并聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端與配網(wǎng)連接。

進(jìn)一步地，電流電壓采集單元為三相電流電壓信號(hào)采集單元。

進(jìn)一步地，三相電流電壓信號(hào)采集單元通過(guò)電流傳感器CT1、電流傳感器CT2、電路傳感器CT3與配網(wǎng)線路的A、B、C相線連接。

進(jìn)一步地，三相電流電壓信號(hào)采集單元采集三相電流電壓信號(hào)，并傳輸至控制器，由控制器運(yùn)算處理；

進(jìn)一步地，控制器運(yùn)算處理三相電流電壓信號(hào)，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)串聯(lián)型高頻逆變模塊和并聯(lián)型高頻逆變模塊工作

優(yōu)選地，串聯(lián)型高頻逆變模塊與并聯(lián)型高頻逆變模塊并聯(lián)連接。

優(yōu)選地，串聯(lián)型高頻逆變模塊與并聯(lián)型高頻逆變模塊間并聯(lián)有隔離直流電容。

可選地，串聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端通過(guò)隔離變壓器T1、隔離變壓器T2、隔離變壓器T3與配網(wǎng)線路的A、B、C、N線連接；

可選地，并聯(lián)型高頻逆變模塊的輸出端與配網(wǎng)線路的A、B、C、N線連接。

從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置，包括：電流電壓采集單元，控制器，串聯(lián)型高頻逆變模塊，并聯(lián)型高頻逆變模塊；電流電壓采集單元輸入端與配網(wǎng)連接，電流電壓采集單元輸出端與控制器輸入端連接，控制器第一輸出端與串聯(lián)型高頻逆變模塊輸入端連接，控制器第二輸出端與并聯(lián)型高頻逆變模塊輸入端連接，串聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端、并聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端與配網(wǎng)連接。本實(shí)施例中通過(guò)電流電壓采集單元采集配網(wǎng)電流電壓信號(hào)，控制器運(yùn)算控制串聯(lián)型高頻逆變模塊于并聯(lián)型高頻逆變模塊輸出，解決了目前農(nóng)村低壓配網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償不足、三相不平衡、諧波含量大、電壓不合格的電能質(zhì)量技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為并聯(lián)型高頻逆變模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為串聯(lián)型高頻逆變模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖示說(shuō)明，1電流電壓采集單元，2控制器，3串聯(lián)型高頻逆變模塊，4并聯(lián)型高頻逆變模塊，5驅(qū)動(dòng)信號(hào)a，6驅(qū)動(dòng)信號(hào)b，7驅(qū)動(dòng)信號(hào)c，8驅(qū)動(dòng)信號(hào)d，隔離變壓器T，隔離變壓器T2，隔離變壓器T3，電流傳感器CT1，電流傳感器CT2，電路傳感器CT3。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置，解決了目前農(nóng)村低壓配網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償不足、三相不平衡、諧波含量大、電壓不合格的電能質(zhì)量技術(shù)問(wèn)題。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置的一個(gè)實(shí)施例包括：

電流電壓采集單元，控制器，串聯(lián)型高頻逆變模塊，并聯(lián)型高頻逆變模塊；

電流電壓采集單元輸入端與配網(wǎng)連接，電流電壓采集單元輸出端與控制器輸入端連接，控制器第一輸出端與串聯(lián)型高頻逆變模塊輸入端連接，控制器第二輸出端與并聯(lián)型高頻逆變模塊輸入端連接，串聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端、并聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端與配網(wǎng)連接。

進(jìn)一步地，電流電壓采集單元為三相電流電壓信號(hào)采集單元。

進(jìn)一步地，三相電流電壓信號(hào)采集單元通過(guò)電流傳感器CT1、電流傳感器CT2、電路傳感器CT3與配網(wǎng)線路的A、B、C相線連接。

進(jìn)一步地，三相電流電壓信號(hào)采集單元采集三相電流信號(hào)，并傳輸至控制器，由控制器運(yùn)算處理；

進(jìn)一步地，控制器運(yùn)算處理三相電流電壓信號(hào)，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)串聯(lián)型高頻逆變模塊和并聯(lián)型高頻逆變模塊工作

優(yōu)選地，串聯(lián)型高頻逆變模塊與并聯(lián)型高頻逆變模塊并聯(lián)連接。

優(yōu)選地，串聯(lián)型高頻逆變模塊與并聯(lián)型高頻逆變模塊間并聯(lián)有隔離直流電容。

可選地，串聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端通過(guò)隔離變壓器T1、隔離變壓器T2、隔離變壓器T3與配網(wǎng)線路的A、B、C、N線連接；

可選地，并聯(lián)型高頻逆變模塊的輸出端與配網(wǎng)線路的A、B、C、N線連接。

本發(fā)明實(shí)施例中的一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置，包括三個(gè)隔離變壓器，串聯(lián)型高頻逆變模塊，并聯(lián)型高頻逆變模塊，隔離電容，三個(gè)電流傳感器，和三相電流三相電壓信號(hào)采集單元。串聯(lián)型高頻逆變模塊和并聯(lián)型高頻逆變模塊并聯(lián)連接，串聯(lián)型高頻逆變模塊和并聯(lián)型高頻逆變模塊之間并聯(lián)有隔離直流電容。

并聯(lián)型高頻逆變模塊的交流輸出端與配網(wǎng)線路的A、B、C、N線連接；串聯(lián)型高頻逆變模塊的交流輸出端分別通過(guò)三個(gè)隔離變壓器與配網(wǎng)線路的A、B、C、N線連接。

電能質(zhì)量綜合治理裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配網(wǎng)線路中的三相電流電壓值，并通過(guò)控制器內(nèi)部的運(yùn)算單元計(jì)算線路中的諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)以及相電壓值。其中，控制器由A/D轉(zhuǎn)換單元，數(shù)字處理單元，存儲(chǔ)單元，驅(qū)動(dòng)單元以及人機(jī)界面構(gòu)成。電流、電壓采集單元實(shí)時(shí)采集配網(wǎng)線路中電流電壓信號(hào)，輸入至控制器A/D轉(zhuǎn)換單元，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換傳輸至數(shù)字處理單元，由數(shù)字處理單元進(jìn)行運(yùn)算處理。數(shù)字處理單元根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，控制驅(qū)動(dòng)單元輸出相應(yīng)信號(hào)。存儲(chǔ)單元?jiǎng)t負(fù)責(zé)存儲(chǔ)電流電壓信號(hào)及其相應(yīng)運(yùn)算處理結(jié)果。人機(jī)界面可實(shí)時(shí)顯示相應(yīng)電壓電流信號(hào)情況。

當(dāng)線路末端的相電壓值在合格范圍(198V～235V)之外時(shí)，控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)a，驅(qū)動(dòng)串聯(lián)型高頻逆變模塊工作，串聯(lián)型高頻逆變模塊輸出補(bǔ)償電壓，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的隔離變壓器疊加在線路前端，使相電壓達(dá)到合格范圍；當(dāng)線路中的功率因數(shù)<0.9時(shí)，控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)b，驅(qū)動(dòng)并聯(lián)型高頻逆變模塊工作，并聯(lián)型高頻逆變模塊輸出感性無(wú)功，使功率因數(shù)增大；當(dāng)線路中的三相不平衡度>15％時(shí),控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)c，驅(qū)動(dòng)并聯(lián)型高頻逆變模塊工作，并聯(lián)型高頻逆變模塊輸出不平衡補(bǔ)償電流，使三相不平衡度降低；當(dāng)線路中的諧波含量>5％時(shí)，控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)d，驅(qū)動(dòng)并聯(lián)型高頻逆變模塊工作，并聯(lián)型高頻逆變模塊輸出諧波補(bǔ)償電流，使諧波含量降低；串聯(lián)型高頻逆變模塊和并聯(lián)型高頻逆變模塊之間采用隔離直流電容器進(jìn)行隔離，該電容器也可以起到直流儲(chǔ)能的作用。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的發(fā)明技術(shù)裝置為基于高頻電力電子變流技術(shù)，集動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)有源濾波、三相電流不平衡調(diào)整、高頻無(wú)級(jí)調(diào)壓等功能于一體的低壓配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置，該裝置由于不使用傳統(tǒng)的電抗器和電容器，將具備體積小，重量輕，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，有著傳統(tǒng)低壓配網(wǎng)電能質(zhì)量治理裝置無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置，包括：電流電壓采集單元，控制器，串聯(lián)型高頻逆變模塊，并聯(lián)型高頻逆變模塊；電流電壓采集單元輸入端與配網(wǎng)連接，電流電壓采集單元輸出端與控制器輸入端連接，控制器第一輸出端與串聯(lián)型高頻逆變模塊輸入端連接，控制器第二輸出端與并聯(lián)型高頻逆變模塊輸入端連接，串聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端、并聯(lián)型高頻逆變模塊輸出端與配網(wǎng)連接，解決了目前農(nóng)村低壓配網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償不足、三相不平衡、諧波含量大、電壓不合格的電能質(zhì)量技術(shù)問(wèn)題。

以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合治理裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。