[发明专利]一种主动配电网电能治理装置及其使用方法

说明书

本发明提出了一种主动配电网电能治理装置及其使用方法，包括电流采样单元，分别与主动配电网和MCU电性连接，获取主动配电网的电流信号；电压采样单元，分别与主动配电网和MCU电性连接，获取主动配电网的电压、频率和相位信号；储能设备，选择性的与功率控制单元电性连接；功率控制单元，用于使储能设备吸收电网的能量，或者使储能设备向主动配电网放电；MCU分别与电流采样单元、电压采样单元、储能设备和功率控制单元电性连接；MCU用于接收电流采样单元采集的主动配电网的电流信号、电压采样单元采集的主动配电网的电压、频率及相位信号，选择性的改变功率控制单元的工作状态，并将储能设备与功率控制单元电性连接。

技术领域

本发明涉及分布式发电系统技术领域，尤其涉及一种主动配电网电能治理装置及其使用方法。

背景技术

分布式发电是解决能源需求的可靠且必要的手段，既符合环保的需求，又能缓解能源短缺的现状。主动配电网是分布式发电设备无缝接入大电网的关键环节，也是建设智能电网的重要基础。主动配电网运行方式灵活，能够提高用户的供电可靠性和分布式能源的利用率，减少对大电网冲击，具有良好的经济和社会效益。相比传统电网，主动配电网的电能质量表现出以下特点：1、谐波渗透率高、多种并网变流设备谐波相互影响；2、无功功率成分大，功率因素较低；3、电压波动和暂降问题频繁；4、功率双向流动；5、三相不对称突出；6、电网的波动容易对主动配电网造成扰动，影响主动配电网的稳定。

综上所述，现有的主动配电网的电能质量控制方面还不够完善，输入或输出电能的可靠性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种合理控制电能质量、提高输入或输出电能可靠性的一种主动配电网电能治理装置及其使用方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面本发明提供了一种主动配电网电能治理装置，包括

电流采样单元(1)，分别与主动配电网和MCU电性连接，获取主动配电网的电流信号；

电压采样单元(2)，分别与主动配电网和MCU电性连接，获取主动配电网的电压、频率和相位信号；

储能设备(3)，选择性的与功率控制单元(4)电性连接；

功率控制单元(4)，用于使储能设备(3)吸收电网的能量，或者使储能设备(3)向主动配电网放电；

及MCU，MCU分别与电流采样单元(1)、电压采样单元(2)、储能设备(3)和功率控制单元(4)电性连接；MCU用于接收电流采样单元(1)采集的主动配电网的电流信号、电压采样单元(2)采集的主动配电网的电压、频率及相位信号，选择性的改变功率控制单元(4)的工作状态，并将储能设备(3)与功率控制单元(4)电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述电流采样单元(1)包括若干电流互感器、第一运放、第二运放和ADC芯片U4，各电流互感器获取主动配电网的感应电流信号后将该感应电流信号进一步转换为电压信号输入第一运放的差分输入端，第一运放将输入的电压信号转为单端信号后输出，该单端信号送入第二运放的同相输入端，由第二运放将该单端信号放大后输入ADC芯片U4的一路输入通道中，经ADC芯片U4模数转换后输出主动配电网的电流信号至MCU中。

进一步优选的，所述电压采样单元(2)包括若干组变压器T2、第三运放、第四运放、第五运放、锁相器U6和分频器U7，各变压器T2的原边与主动配电网的两个不同相线电性连接，变压器T2的副边经RC滤波器滤波后与第三运放的同相输入端电性连接，第三运放的反相输入端与其输出端电性连接，第三运放的输出端与第四运放的反相输入端和第五运放的同相输入端并联，第四运放及其外围组件构成反相放大器，第四运放的输出端经限幅后与MCU的一ADC端口电性连接；第五运放的反相输入端接地，第五运放进行过零比较输出脉冲信号至锁相器U6和分频器U7，分频器U7对脉冲信号进行分频后，将分频后的脉冲信号发生至MCU的另一ADC端口中。