[发明专利]适用于中压配网侧电压暂降治理的拓扑结构及其控制方法

说明书

本发明公开了一种适用于中压配网侧电压暂降治理的拓扑结构及其控制方法，其中拓扑结构包括集中式蓄电池、多绕组变压器、多重化变流器、多个滤波电感、电容，变压器一次侧接于中压配网侧，变压器二次侧采用多个分流绕组；集中式蓄电池的输出端与各多重化变流器相连，多重化变流器通过对应的变压器二次侧相连；滤波电容并接于多绕组变压器一次侧。本发明能对中压网侧较长、较深电压暂降进行支撑；便于维护检修，不需要快速投切开关，动态响应速度快，在选择合适参考电压跟踪信号情况下，负荷电压相位与幅值均不会出现较大的跳变；本发明可用于优质供电园区电压暂降治理，也可用于对电压暂降较敏感的高新技术开发园区电压暂降治理。

技术领域

本发明特别涉及一种适用于中压配网侧电压暂降治理的拓扑结构及其控制方法。

背景技术

随着工业化技术的不断快速发展，电能作为一种经济实用、清洁方便的能源，己成为经济发展及人民生活的重要基础，用户对电力电子用电设备的需求也越来越广泛，由此致使各种非线性、冲击性、波动性和不对称负载同步大量增加，造成了诸如电压不平衡、电压暂降、谐波、功率因数偏低、负序电流含量大等电能质量问题。这些问题给人们生产生活带来的影响日趋严重，其中以电压暂降问题尤为突出。在用户所有关于电能质量的投诉问题中，电压暂降所占比例在90％以上，其所引起故障包括用电设备停止工作或异常运行等，据美国电科院(EPRI)统计表明，给用户造成实际影响的电能质量问题中，近一半(48％)是电压暂降问题。在英国，约69％的工业用户确信，电能质量问题影响到了其工业生产线的正常运行，而对这些生产事故的调查结果表明，因短时电压中断和电压暂降所引起的扰动所占比例约为83％；在法国，大约44％的工业用户切身感受到电压暂降对其生产线有明显影响，每年平均有5起严重的电压暂降扰动事件，会造成设备损坏及重大经济损失。对于证券市场和金融行业，短时电压暂降所带来的数据丢失或出错将带来巨大的经济损失及管理混乱；造纸行业通常采用连续的自动化生产过程，部分子过程因电压暂降引起非正常运行，甚至会导致整个造纸生产线的瘫痪；半导体产业生产线上含有大量高精度控制仪器，极易受电压暂降扰动而导致产品报废；钢铁厂生产线上有大量调速驱动装置和电动机，电压暂降将不仅会导致产品报废，还会导致钢铁生产线受到严重破坏；电子显像厂由于采用了大量的可编程控制器，每次电压暂降的发生，不仅导致流水线上许多组装加工部件毁坏，还有很大可能引起可编程控制器控制紊乱，若重新启动整条生产加工流水线，则需要30分钟以上，直接导致部门损失超数十万元甚至百万元；而在汽车行业，据统计，一次电压暂降导致的生产线重新启动并恢复正常运行时间大约为1～2小时，直接可造成汽车装配企业损失25辆汽车。除了上述行业，电压暂降对一些使用电压暂降敏感设备(如：冷却控制器、芯片测试仪、PLC、直流电机、变频器、电机接触器、计算机等)较多的生产部门影响也颇为巨大，如：含有较多大型连续性生产负荷、结构复杂、工艺先进、自动化程度高的石化行业；含有对电能质量要求严格的硫化蒸汽锅炉部门，其涉及：轮胎、橡胶制造行业等等。因此，如何有效地解决工业园区各厂家的电压暂降问题是供电部门、工业电力用户与相关设备提供厂商所共同关注的热点。近年来，国家针对各种电能质量问题给各生产厂家所带来的诸多不便提出了建设优质供电园区和推行定制电力技术的解决方案。因此，电压暂降问题的解决也将极大推动优质供电园区的建设和定制电力技术的发展。

电压暂降定义：电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1～0.9pu，并在短暂持续10ms～1min后恢复正常的现象。(定义注意与电压中断相区分，电压暂降频次更高，危害由于具有传导性所以更大，相应可靠性评估与解决方案也有区别，且时间较短，智能电表监测容易失效)。现有电压暂降解决方案可以总结为以下四类：

1)备用电源快速切换，即利用快速投切开关(SSTS)将供电由一路切换到另外一路，从而保障负载的正常供电。但由于电力系统为网状结构，电压暂降具有传导性，一般会影响多个区域，SSTS只是简单将一路供电切换到另外一路，需要两个完全独立的供电网络才对电压暂降有效，因此一般认为SSTS仅对停电事故有较好的保护作用。