[发明专利]基于超级电容的工业配电网动态增容系统

说明书

本发明公开一种基于超级电容的工业配电网动态增容系统，包括超级电容储能单元、双向AC/DC变换器、用于检测配电网实时功率的配电网三相电流检测传感器与配电网三相电压检测传感器、能量管理系统，能量管理系统与配电网三相电流检测传感器、配电网三相电压检测传感器、双向DC/AC变换器、超级电容储能单元相连接，双向DC/AC变换器的三相交流侧与配电网的配电变压器的低压输出侧三相线并联，双向DC/AC变换器的直流侧与超级电容储能单元的正、负极相连。本发明能在不增加配电网变压器容量的前提下，有效补偿短时冲击性负荷对配电网供电容量需求，平抑了对配电网的冲击影响，维持供电电压的稳定，有利于用电设备的可靠运行。

技术领域

本发明涉及工业配电网技术领域，特别是涉及一种基于超级电容的工业配电网动态增容系统。

背景技术

随着企业的发展及规模的扩大，增添的各种大型用电设备越来越多，这些设备正常运行过程中总需求电量可能满足企业初始变压器容量配置要求，但是单台大功率设备启动或多台设备同时启动时，总功率需求，会短时严重超出变压器配置容量，对配电系统造成很大冲击甚至故障，造成设备无法正常一次性可靠启动；同时，有的设备在运行过程中，也会突增负荷，造成电压短时波动，影响用电设备正常运行。上述情况下，若设备可分批次启动的，通过分批次启动可以缓解对配电网的冲击压力，但严重影响设备运行效率；若不允许批次启动的，则需要多次反复启动，对配电设备和用电设备安全可靠运行带来严重风险。若彻底解决上述情况，则需要在原有配电容量的基础上增设变压器配置容量，不仅增加了一次性基建设备投资，同时每年还需单独缴纳变压器占容费用，而增加的变压器配置容量只有在设备启动或运行过程突加负载时才发挥作用，其余大多数时候处于空闲状态。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于超级电容的工业配电网动态增容系统，基于超级电容快速充、放电特性，跟踪配电网负荷变化，通过配电网动态容量补充，实现在不增加配电变压器容量的前提下，解决配电系统短时供电不足的问题。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于超级电容的工业配电网动态增容系统，包括超级电容储能单元、双向AC/DC变换器、用于检测配电网实时功率的配电网三相电流检测传感器与配电网三相电压检测传感器、能量管理系统，所述能量管理系统与配电网三相电流检测传感器、配电网三相电压检测传感器、双向DC/AC变换器以及超级电容储能单元相连接，双向DC/AC变换器的三相交流侧与配电网的配电变压器的低压输出侧三相线并联，双向DC/AC变换器的直流侧与超级电容储能单元的正、负极相连；所述能量管理系统，用于采集配电网三相电流信号、三相电压信号、超级电容储能单元的电压信号，实时计算配电网功率和超级电容储能单元的当前电量存储情况，根据采集的数据分析，控制双向DC/AC变换器的功率流动方向和功率大小，实现超级电容储能单元的电能补充和动态向配电网输出功率。

本发明能在不增加配电网变压器容量的前提下，有效补偿短时冲击性负荷对配电网供电容量需求，平抑了对配电网的冲击影响，维持供电电压的稳定，有利于用电设备的可靠运行。

附图说明

图1是本发明的基于超级电容的工业配电网动态增容系统的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的基于超级电容的工业配电网动态增容系统，利用超超级电容具有上百万次深充、深放循环使用寿命、优越的-40℃～65℃的工作环境适应性、毫秒级充放电反应速度、高可靠性、低内阻、纯物理储能、无爆炸起火风险的特性，构建高速储能单元，通过能量管理系统的管控，控制AC/DC双向变换器，实现配电网动态容量补充；通过动态增容平抑负载超负荷突增时，对供电系统冲击，维持供电电压稳定，不需额外增加配电变压器容量，无需增加变压器占容费用开支。