[发明专利]电能质量综合治理和功率优化的能量路由器的控制方法

说明书

电能质量综合治理和功率优化的能量路由器，包括串联变压器、网侧隔离变换器、负载侧变换器、功能切换开关S_i和集中控制器。本发明提供了一种将统一电能质量控制器和功率优化功能集成于一体的新型低压能量路由器及其控制方法，通过设置在智能配电网的网侧高压交流母线和负载侧低压交流母线之间的新型低压能量路由器实现，该控制方法根据检测单元提供的采样信号，判断故障情况，进行功能选择，生成控制指令并进行控制,以最小的硬件成本，实现了电能质量综合治理和功率优化功能，广泛应用于工厂、企业、家庭和学校等场所。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种将统一电能质量控制器(UPQC，Universal Power Quality Controller)和能量路由器功能集成于一体的用于智能配电网电能质量综合治理和功率优化的新型低压能量路由器的控制方法。

背景技术

为了满足用户对供电可靠性、电能质量的要求，满足分布式电源的大规模应用，传统配电网的功能亟待改善，智能配电网是坚强智能电网的基石，坚强在特高压，智能在配电网。

统一电能质量控制器将串联变流器和并联变流器通过公用直流母线进行连接，同时解决供电系统的电压电能质量问题和负载产生的电流质量问题。其中，串联变流器解决电网侧电压的跌落、谐波等电压电能质量问题，并联变流器解决负载谐波和无功电流等电流质量问题，两者可独立运行，也可协同运行。

能量路由器是智能配电网的关键设备，具有电压变换、能量双向流动，为分布式电源提供与电网和负载进行能量交换的接口，实现能量管理和潮流控制等功能。能量路由器作为一种电力电子装置目前各国正处于理论研究和样机试制阶段，尚无成熟产品推广应用。

智能配电网中电能质量综合治理和能量路由器的应用需求是同时存在的，但目前大部分研究都将统一电能质量控制器和能量路由器作为单独的电力电子装置进行研究。若将统一电能质量控制器和能量路由器的功能集成在一套电力电子装置中，将极大节省场地投资和硬件成本。

发明内容

本发明提供了一种将统一电能质量控制器和功率优化功能集成于一体的新型低压能量路由器的控制方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

电能质量综合治理和功率优化的能量路由器，包括串联变压器、网侧隔离变换器、负载侧变换器、功能切换开关S_i和集中控制器；

所述的串联变压器的原边连接于智能配电网的网侧高压交流母线与负载侧低压交流母线之间；

所述的网侧隔离变换器通过低压直流母线与负载侧变换器连接，且低压直流母线通过储能系统连接至分布式电源；

所述的功能切换开关S_i包括电源切换开关S₁、串联变压器切换开关S₂、网侧串联切换开关S₃、网侧并联切换开关S₄、负载侧并联切换开关S₅和串联变压器线路投切开关S₆，其中，电源切换开关S₁连接于智能配电网的网侧高压交流母线与公共连接点PCC之间，公共连接点PCC(Point of Common Coupling)即串联变压器的原边网侧连接端，串联变压器切换开关S₂与串联变压器的原边并联，用于控制串联变压器接入或切出智能配电网，网侧串联切换开关S₃连接于串联变压器的副边与网侧隔离变换器之间，网侧并联切换开关S₄连接于公共连接点PCC与网侧隔离变换器之间，负载侧并联切换开关S₅连接于负载侧变换器与负载侧低压交流母线之间，串联变压器线路投切开关S₆位于串联变压器原边两路出线端子与线路之间，用于将串联变压器原边接入线路；