[发明专利]一种低压配电网三相负荷控制系统

说明书

本发明公开了一种低压配电网三相负荷控制系统，包括：公共直流母线、连接于公共直流母线上的光伏板、连接于配电网与公共直流母线之间的充电桩、连接于配电网与公共直流母线之间的光伏逆变器；白天时，光伏板发电，充电桩用于将配电网的重载相负荷转移至轻载相或将轻载相光伏发电转移至重载相；夜晚时，光伏板发电为零，光伏逆变器全部容量用于将配电网的重载相负荷转移至轻载相。本发明能够充分利用光伏逆变器与充电桩时间上的互补性，能够将重载相负荷转移至轻载相，具有平衡三相负荷的功能。

技术领域

本发明涉及一种低压配电网三相负荷控制系统，属于配电网技术领域。

背景技术

未来一二十年，世界经济、社会将面临供电安全性、环境紧迫性与能源成本可支付性的巨大挑战。部分国家已经开始推动能源行业的显著性结构改革，尤其表现在可再生能源、节能与效率上。目前，各国都加快了发展分布式电源(DG)、电动汽车的步伐。我国配电网将接入大量光伏发电与电动汽车。光伏发电、电动汽车对电网的影响及利用、配电网的优化运行、主动配电网技术等相关问题已成为研究热点。

在日间中午时，光伏发电处于高峰期，可能导致电压超出上限；在夜间负荷高峰期时，大量电动汽车开始充电，电力需求急剧上升，可能导致电压大幅跌落，超出下限。配电网电压调节的难度将大大增加，某些情况下，传统方法无法将所有节点电压调整到额定范围。另一方面，光伏发电大量采用单相、两相并网方式，电动汽车大量采用单相充电方式，大大增加低压配电网的三相不平衡，导致三相电压不平衡度越限、影响供电质量、增加配变、线路损耗，降低对光伏发电、电动汽车的接纳能力。

针对以上问题，国内外专家学者提出了多种方法与措施。下面针对现有技术中已有的主要技术方案及存在的不足做具体分析：

方案一：手动改变某些用户的接入相别减小三相不平衡，但是这种方法大大增加了运维成本，切换次数越多，运维成本越高；

方案二：自动将用户从一相切换至另一相以提高负荷均衡度，但此种方法需要每家每户安装静态负荷转换器；

方案三：采用DSTATCOM应用于低压配电网平衡三相负荷，代价较高。

方案四：将低压配电网三相光伏、充电桩逆变器增加三个桥臂，修改控制系统，使之成为共直流侧电容器的三个独立的单相单元，用于平衡负荷，但是，实际低压配电网光伏逆变器、充电桩主要采用单相并网方式，因此当该方法应用于实际低压配电网时可能由于缺乏足够的三相光伏逆变器、充电桩导致负荷平衡失败；

方案五：在目标函数中增加负荷平衡的罚函数，通过协调控制电动汽车的充电功率实现负荷平衡。该方法在夜间大量电动汽车接入时能够有效平衡负荷。但是，在白天，大量电动汽车离开配电网前往工作场所，可能由于缺乏足够可调度的电动汽车导致负荷平衡失败。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低压配电网三相负荷控制系统，解决现有技术中负荷平衡方法代价高、适应性低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：低压配电网三相负荷控制系统，包括：公共直流母线、连接于公共直流母线上的光伏板、连接于配电网与公共直流母线之间的充电桩、连接于配电网与公共直流母线之间的光伏逆变器；白天时，光伏板发电，充电桩用于将配电网的重载相负荷转移至轻载相或将轻载相光伏发电转移至重载相；夜晚时，光伏板发电为零，光伏逆变器全部容量用于将配电网的重载相负荷转移至轻载相。

所述充电桩包括单相直流充电桩、三相直流充电桩、单相交流充电桩和三相交流充电桩。

所述单相直流充电桩和或三相直流充电桩串联第一单刀双掷空开后与公共直流母线连接；