本發(fā)明涉及低壓電力輸送技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于低壓遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹悄苤欣^電源級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代社會(huì)已離不開(kāi)電能，我們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)場(chǎng)所通常使用的都是低壓電（交流220v/380v），低壓電的一大特點(diǎn)就是易損耗難遠(yuǎn)輸。所以在《城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50613-2010）第5.8.5條和《中國(guó)南方電網(wǎng)城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》第7.1-f條中均規(guī)定低壓（0.4kv以下）供電半徑不宜超過(guò)400m。限制供電距離的目的，一方面是為了保證用電設(shè)備端電源質(zhì)量，另一方面也是為了將線路損耗控制在合理的范圍。但實(shí)際生活和生產(chǎn)場(chǎng)所用電設(shè)備遠(yuǎn)離電源點(diǎn)的情況卻比比皆是，由于輸電線路長(zhǎng)，線路末端電壓過(guò)低，造成電氣設(shè)備損壞或不能正常工作的情況不屬個(gè)例。

為了解決末端電壓過(guò)低，減少線路損耗的問(wèn)題，大部分用戶或供電部門(mén)目前大都是采取加大輸電線纜截面或增建中壓（10kv或35kv）變配電所的供配電方案，但這樣都會(huì)大幅增加投資！國(guó)家每年投資在電網(wǎng)改造、提高電網(wǎng)輸送能力方面的資金多達(dá)數(shù)千億元人民幣，其中很大部分資金用在增建中壓（10kv或35kv）變配電所、更換大截面輸電線路項(xiàng)目上。

針對(duì)“長(zhǎng)距離低壓輸電”問(wèn)題，申請(qǐng)人提出了“中繼電源”的構(gòu)想。所謂“中繼電源”通俗的說(shuō)就是，在電能的輸送過(guò)程中，給電能提供一個(gè)或多個(gè)作為“支點(diǎn)”的智能中繼電源裝置進(jìn)行升壓，使末端電源質(zhì)量滿足正常生產(chǎn)、生活要求，同時(shí)，減少低壓電在輸送過(guò)程中額外的電能損耗，節(jié)省用戶的電費(fèi)支出的同時(shí)，還能為我國(guó)節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出一份貢獻(xiàn)。關(guān)于該智能中繼電源裝置的專利與本發(fā)明專利申請(qǐng)同日提交。

但是，單一的智能中繼電源裝置實(shí)際的電壓提升補(bǔ)償范圍不可能無(wú)限制大，提升補(bǔ)償電壓值過(guò)大，整機(jī)系統(tǒng)的功耗明顯增大，據(jù)我們測(cè)算智能中繼電源裝置電力輸送的距離大概在500米左右時(shí)，整套系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，即達(dá)到節(jié)能效果，又完成滿足基本的配電網(wǎng)規(guī)范?？墒菍?shí)際運(yùn)用中配電距離大于500米的情況大量存在，如過(guò)江隧道，跨海大橋，公路隧道等，其輸電距離甚至達(dá)到幾公里到幾十公里。這樣單一的智能中繼電源裝置是很難滿足此要求的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種保持低壓電在大于500米的輸送過(guò)程中基本穩(wěn)定在額定電壓水平的低壓遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹悄苤欣^電源級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題提出的技術(shù)方案是：一種用于低壓遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹悄苤欣^電源級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)，包括末端采樣單元和多套的智能中繼電源裝置；

所述多套的智能中繼電源裝置以預(yù)設(shè)間距依次串接在輸電線上，所述多套智能中繼電源裝置之間依次通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接；

所述末端采樣單元用于與終端用電設(shè)備并聯(lián)以實(shí)時(shí)采集送達(dá)終端用電設(shè)備處的實(shí)際終端電壓，所述末端采樣單元還將采集到的實(shí)際終端電壓值信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送給距離其最近的智能中繼電源裝置；

所述多套智能中繼電源裝置結(jié)合所述實(shí)際終端電壓值信息并按預(yù)設(shè)規(guī)則分別在各自的安裝處對(duì)輸電線上電力進(jìn)行升壓補(bǔ)償直至所述實(shí)際終端電壓達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)電壓值。

進(jìn)一步的，所述智能中繼電源裝置包括主控模塊和提升補(bǔ)償單元；

所述提升補(bǔ)償單元串接到所述輸電線上；

所述主控模塊具有供所述末端采樣單元連接的第一通信端口和供智能中繼電源裝置之間連接通信的第二通信端口；

所述主控模塊適于控制所述提升補(bǔ)償單元對(duì)輸電線上的電力進(jìn)行進(jìn)行調(diào)壓補(bǔ)償。

進(jìn)一步的，所述提升補(bǔ)償單元包括隔離補(bǔ)償變壓器、自耦型變壓器、電力電子功率模組和隔離驅(qū)動(dòng)電路。

所述隔離補(bǔ)償變壓器串接到輸電線；

所述自耦型變壓器用于產(chǎn)生不同種等級(jí)的電壓；

電力電子功率模組用于控制電力電子功率器件的閉合和關(guān)斷組合，使得電力電子功率模組輸出當(dāng)時(shí)需求的電壓值；

隔離驅(qū)動(dòng)電路用于將控制器輸出的指令信號(hào)隔離放大，直接去驅(qū)動(dòng)電力電子功率模組中的電力電子器件的開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)規(guī)則包括

i、在所述多套智能中繼電源裝置中選出一套智能中繼電源裝置用于調(diào)度控制；

ii、所述用于調(diào)度控制的智能中繼電源裝置適于實(shí)時(shí)地根據(jù)當(dāng)前參數(shù)條件計(jì)算出所述多套智能中繼電源裝置分別需要完成的調(diào)壓指標(biāo)，并將所述調(diào)壓指標(biāo)派發(fā)給其自身和其余智能中繼電源裝置，所述當(dāng)前參數(shù)條件包括所述多套智能中繼電源裝置的數(shù)量、目標(biāo)電壓值參數(shù)、當(dāng)前所述實(shí)際終端電壓。

或，

i、在所述多套智能中繼電源裝置中選出一套智能中繼電源裝置用于調(diào)度控制；

ii、所述用于調(diào)度控制的智能中繼電源裝置中的主控模塊適于實(shí)時(shí)地根據(jù)當(dāng)前參數(shù)條件計(jì)算出所述多套智能中繼電源裝置分別需要完成的調(diào)壓指標(biāo)，并將所述調(diào)壓指標(biāo)派發(fā)給其自身的提升補(bǔ)償單元和其余智能中繼電源裝置，所述當(dāng)前參數(shù)條件包括所述多套智能中繼電源裝置的數(shù)量、目標(biāo)電壓值參數(shù)、當(dāng)前所述實(shí)際終端電壓；

iii、所述其余智能中繼電源裝置在接收到各自的升壓指壓后分別通過(guò)各自的主控模塊控制各自的提升補(bǔ)償單元進(jìn)行升壓補(bǔ)償。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明中的級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)中的主控制系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)線路末端電壓，通過(guò)閉環(huán)控制的方式，調(diào)配各個(gè)智能中繼電源裝置協(xié)調(diào)工作，自動(dòng)補(bǔ)償平衡和提升末端電壓，使末端電壓基本保持在設(shè)定電壓值附近。一旦級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)單個(gè)智能中繼電源裝置故障，則自動(dòng)旁路，向級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)的主控制系統(tǒng)發(fā)出故障信息，主控制系統(tǒng)獲取該信息后從新調(diào)配余下各個(gè)智能中繼電源裝置協(xié)調(diào)工作，繼續(xù)保持主供電線路通暢。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的用于低壓遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹悄苤欣^電源級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明中用于低壓遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹悄苤欣^電源級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是單個(gè)智能中繼電源裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是末端電源采樣單元的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是提升補(bǔ)償控制單元的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

根據(jù)圖1所示，本發(fā)明中的用于低壓遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹悄苤欣^電源級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)，包括一個(gè)末端采樣單元和多套的智能中繼電源裝置。

所述多套的智能中繼電源裝置以預(yù)設(shè)間距依次串接在輸電線上，所述多套智能中繼電源裝置之間通過(guò)依次通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接且任意兩只智能中繼電源裝置之間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，網(wǎng)絡(luò)為有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)均可。為優(yōu)化調(diào)壓效果，在本實(shí)施例中多套智能中繼電源裝置以不大于500米的間距設(shè)置。

所述末端采樣單元用于與終端用電設(shè)備并聯(lián)以實(shí)時(shí)采集送達(dá)終端用電設(shè)備處的實(shí)際終端電壓，所述末端采樣單元還將采集到的終端電壓值信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送給距離其最近的智能中繼電源裝置。具體如圖3所示，末端電源采樣單元一端并聯(lián)到末端電網(wǎng)上即用電設(shè)備的輸入端，通過(guò)運(yùn)算放大及信號(hào)調(diào)理電路，連接到末端電源采樣單元內(nèi)部的cpu系統(tǒng)，內(nèi)部的cpu系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行ad采樣轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)過(guò)通信轉(zhuǎn)換電路以光纖或電力載波或gprs等形式傳輸?shù)街悄苤欣^電源裝置。

可以作為優(yōu)選的是：如圖2所示，所述智能中繼電源裝置包括主控模塊和提升補(bǔ)償單元。當(dāng)然，智能中繼電源裝置可以不局限于此結(jié)構(gòu)，只要具有智能控制硬件集成相關(guān)控制軟件以及具有調(diào)壓功能模塊均可。

所述主控模塊具有供所述末端采樣單元連接的第一通信端口和供智能中繼電源裝置之間連接通信的第二通信端口。

如圖4所示，所述提升補(bǔ)償單元包括隔離補(bǔ)償變壓器、自耦型變壓器、電力電子功率模組和隔離驅(qū)動(dòng)電路。

所述隔離補(bǔ)償變壓器串接到輸電線，所述自耦型變壓器用于產(chǎn)生不同種等級(jí)的電壓，電力電子功率模組用于控制電力電子功率器件的閉合和關(guān)斷組合，使得電力電子功率模組輸出當(dāng)時(shí)需求的電壓值。隔離驅(qū)動(dòng)電路用于將控制器輸出的指令信號(hào)隔離放大，直接去驅(qū)動(dòng)電力電子功率模組中的電力電子器件的開(kāi)關(guān)。

所述多套智能中繼電源裝置按預(yù)設(shè)規(guī)則分別在各自的安裝處對(duì)輸電線上電力進(jìn)行升壓補(bǔ)償直至所述實(shí)際終端電壓達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)電壓。

具體的，可以作為優(yōu)選的是：所述預(yù)設(shè)規(guī)則包括

i、在所述多套智能中繼電源裝置中選出一套智能中繼電源裝置用于調(diào)度控制。具體在推選時(shí)，可以以多套智能中繼電源裝置中最先上電的智能中繼電源裝置為調(diào)度控制機(jī)，也可以以哪套智能中繼電源裝置的功率或調(diào)壓能力最強(qiáng)，還可以以哪套智能中繼電源裝置中單片機(jī)運(yùn)算能力最強(qiáng)等進(jìn)行推選，此為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。

ii、所述用于調(diào)度控制的智能中繼電源裝置中的主控模塊適于實(shí)時(shí)地根據(jù)當(dāng)前參數(shù)條件計(jì)算出所述多套智能中繼電源裝置分別需要完成的調(diào)壓指標(biāo)，并將所述調(diào)壓指標(biāo)派發(fā)給其自身的提升補(bǔ)償單元和其余智能中繼電源裝置，所述當(dāng)前參數(shù)條件包括所述多套智能中繼電源裝置的數(shù)量、目標(biāo)電壓參數(shù)、當(dāng)前所述實(shí)際終端電壓。當(dāng)然，參數(shù)條件還可以包括智能中繼電源裝置之間的輸電線阻抗數(shù)值，各個(gè)智能中繼電源裝置的功率或調(diào)壓能力等。

iii、所述其余智能中繼電源裝置在接收到各自的升壓指壓后分別通過(guò)各自的主控模塊控制各自的提升補(bǔ)償單元進(jìn)行升壓補(bǔ)償。

另外，預(yù)設(shè)規(guī)則也可以是接受外部控制系統(tǒng)給出的具體到某套智能中繼電源裝置的調(diào)壓指令。

總之，上述規(guī)則是以末端采樣單元實(shí)時(shí)反饋回的實(shí)際終端電壓值作為開(kāi)始調(diào)壓的依據(jù)并用來(lái)檢查調(diào)壓結(jié)果，如果仍不滿足目標(biāo)需要，則往復(fù)進(jìn)行調(diào)壓直至終端電壓符合目標(biāo)設(shè)定值。

如圖2所示，智能中繼電源裝置還可以包括通訊單元，所述通訊單元與所述主控模塊建立信號(hào)連接，所述通訊單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接到遠(yuǎn)程控制后臺(tái)。主控模塊發(fā)出的通信信號(hào)轉(zhuǎn)換成rs485，光纖或gprs等信號(hào)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心或另一臺(tái)中繼電源相連。

智能中繼電源裝置還可以包括告警自動(dòng)切換旁路單元，在所述提升補(bǔ)償控制單元兩端之間連接有一根短接電線，所述短接電線上設(shè)有一組開(kāi)關(guān)裝置。所述告警自動(dòng)切換旁路單元適于在主控模塊的控制下驅(qū)動(dòng)所述一組開(kāi)關(guān)裝置的開(kāi)閉。可以在智能中繼電源裝置內(nèi)部調(diào)壓系統(tǒng)故障或外部負(fù)載產(chǎn)生異常時(shí)，發(fā)出切換到旁路指令，并做成相應(yīng)聲光告警。

本發(fā)明的不局限于上述實(shí)施例，本發(fā)明的上述各個(gè)實(shí)施例的技術(shù)方案彼此可以交叉組合形成新的技術(shù)方案，另外凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。