本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電能在輸送和分配過程中，由電力網(wǎng)中各個元件所產(chǎn)生的一定數(shù)量的有功功率損耗和電能損耗以及在電網(wǎng)運營管理過程中發(fā)生的電能損耗，這種線損電量的范圍從發(fā)電廠主變壓器一直到主用戶電能表上。除了線損，配電網(wǎng)中損耗的網(wǎng)損也是主要的損耗。

三相負荷不平衡引起線損升高，增容或大功率單相負載的投入或單相負載設(shè)備的用電不同時性等，均可造成三相負載不平衡。在三相四線制的供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)線時，因存在阻抗，必然產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當(dāng)電網(wǎng)處于三相負載不平衡時，其線路損耗要增加，不利于電網(wǎng)的節(jié)能運行。當(dāng)其在三相負載不平衡工況下運行時，將會造成配電變壓器損耗的增加，還會給供用電都帶來不良影響。

因此，需要解決電網(wǎng)三相四線中因單相負荷分布不均勻造成的線路損耗、人工調(diào)整難的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的電網(wǎng)三相四線中因單相負荷分布不均勻造成的線路損耗、人工調(diào)整難的技術(shù)問題。

本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)、交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、能量存儲系統(tǒng)、直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)連接交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)控制交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完成相間能量的轉(zhuǎn)移；所述交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接能量存儲系統(tǒng)，所述交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過能量存儲系統(tǒng)存儲轉(zhuǎn)換電能；所述直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接能量存儲系統(tǒng)，所述直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過能量存儲系統(tǒng)輸出信號。

優(yōu)選的是，所述能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)包括中央處理模塊。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)接收電壓互感器和電流互感器實時檢測三相電網(wǎng)的各相能量，并通過中央處理模塊計算出各相間需要轉(zhuǎn)移的能量，然后同步控制交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完成相間能量的轉(zhuǎn)移。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括交流轉(zhuǎn)換直流電路和功率導(dǎo)體元件一。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)與能量存儲系統(tǒng)；所述交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)根據(jù)能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)的控制信號，完成交流轉(zhuǎn)換成直流后通過能量存儲系統(tǒng)存儲完成電能轉(zhuǎn)換。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括直流轉(zhuǎn)換交流電路和功率導(dǎo)體元件二。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)與能量存儲系統(tǒng)；所述直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)從能量存儲系統(tǒng)中提取電能通過直流轉(zhuǎn)換交流電路完成電能轉(zhuǎn)換，然后通過功率導(dǎo)體元件二根據(jù)能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)的信號輸出到指定的相。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量存儲系統(tǒng)包括電容和存儲電池。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述能量存儲系統(tǒng)連接交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述能量存儲系統(tǒng)用于同步完成電能的輸入和輸出。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述中央處理模塊通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接電壓互感器和電流互感器，所述中央處理模塊接收電壓互感器和電流互感器實時檢測三相電網(wǎng)的各相能量并計算電網(wǎng)各相間需要轉(zhuǎn)移的能量。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述中央處理模塊包括DSP數(shù)字信號處理模塊、FPGA可編程集成電路、NIOS-II型CPU、UART0異步收發(fā)傳輸器、UART1異步收發(fā)傳輸器、UART2異步收發(fā)傳輸器，以及EMIF存儲器接口和PIO輸入輸出接口。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述FPGA可編程集成電路、NIOS-II型CPU、UART0異步收發(fā)傳輸器、UART1異步收發(fā)傳輸器、UART2異步收發(fā)傳輸器組成用戶指令計算處理模塊，所述DSP數(shù)字信號處理模塊、EMIF存儲器接口、PIO輸入輸出接口組成信號處理模塊，所述用戶指令計算處理模塊與信號處理模塊連接進行數(shù)據(jù)傳輸處理。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述中央處理模塊還連接時鐘模塊、FLASH模塊、LCD顯示屏。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述中央處理模塊還連接TSC控制接口、遙控接口、RS232/485接口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，其能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)接收實時檢測三相電網(wǎng)的各相能量并同步控制交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完成相間能量的轉(zhuǎn)移；其交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)根據(jù)能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)的控制信號，完成交流轉(zhuǎn)換成直流后通過能量存儲系統(tǒng)存儲轉(zhuǎn)換的電能；其直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)從能量存儲系統(tǒng)中提取電能通過直交轉(zhuǎn)換電路完成電能轉(zhuǎn)換，通過功率導(dǎo)體元件根據(jù)能量控制系統(tǒng)的信號輸出到指定的相；其能量存儲系統(tǒng)用于同步完成電能的輸入和輸出；本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，可有效解決電網(wǎng)三相四線中因單相負荷分布不均勻造成的線路損耗、人工調(diào)整難的問題，實現(xiàn)臺區(qū)電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，達到節(jié)能降損，提高電網(wǎng)電壓調(diào)控能力，改善供電質(zhì)量。

附圖說明

圖1為按照本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為按照本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移方向示意圖。

圖3為按照本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的中央處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作詳細說明，以下描述僅作為示范和解釋，并不對本發(fā)明作任何形式上的限制。

如圖1所示，本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)、交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、能量存儲系統(tǒng)、直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)接收實時檢測三相電網(wǎng)的各相能量并同步控制交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完成相間能量的轉(zhuǎn)移；交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)根據(jù)能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)的控制信號，完成交流轉(zhuǎn)換成直流后通過能量存儲系統(tǒng)存儲轉(zhuǎn)換的電能；直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)從能量存儲系統(tǒng)中提取電能通過直交轉(zhuǎn)換電路完成電能轉(zhuǎn)換，通過功率導(dǎo)體元件根據(jù)能量控制系統(tǒng)的信號輸出到指定的相；能量存儲系統(tǒng)用于同步完成電能的輸入和輸出。

在實施中，能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)接收電壓互感器和電流互感器實時檢測三相電網(wǎng)的各相能量，并通過中央處理模塊計算出各相間需要轉(zhuǎn)移的能量，然后同步控制交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完成相間能量的轉(zhuǎn)移。從三相電網(wǎng)端到用戶端的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移如圖2所示。

在實施中，能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)主要包括中央處理模塊，中央處理模塊通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接電壓互感器和電流互感器，所述中央處理模塊接收電壓互感器和電流互感器實時檢測三相電網(wǎng)的各相能量并計算電網(wǎng)各相間需要轉(zhuǎn)移的能量。如圖3所示，能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)的中央處理模塊包括DSP數(shù)字信號處理模塊、FPGA可編程集成電路、NIOS-II型CPU、UART0異步收發(fā)傳輸器、UART1異步收發(fā)傳輸器、UART2異步收發(fā)傳輸器，以及EMIF存儲器接口和PIO輸入輸出接口。其中，F(xiàn)PGA可編程集成電路、NIOS-II型CPU、UART0異步收發(fā)傳輸器、UART1異步收發(fā)傳輸器、UART2異步收發(fā)傳輸器組成用戶指令計算處理模塊，DSP數(shù)字信號處理模塊、EMIF存儲器接口、PIO輸入輸出接口組成信號處理模塊，用戶指令計算處理模塊與信號處理模塊連接進行數(shù)據(jù)傳輸處理。

在實施中，如圖3所示，能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)的中央處理模塊還進一步拓展連接時鐘模塊、FLASH模塊、LCD顯示屏、TSC控制接口、遙控接口、RS232/485接口，進行信息采集/傳輸和處理。

在實施中，交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由交流轉(zhuǎn)換直流電路、功率導(dǎo)體元件組成，交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)與能量存儲系統(tǒng)；交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)根據(jù)能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)的控制信號，完成交流轉(zhuǎn)換成直流后通過能量存儲系統(tǒng)存儲轉(zhuǎn)換的電能。

在實施中，直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由直流轉(zhuǎn)換交流電路、功率導(dǎo)體元件組成，直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)與能量存儲系統(tǒng)；直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)從能量存儲系統(tǒng)中提取電能通過直流轉(zhuǎn)換交流電路完成電能轉(zhuǎn)換，然后通過功率導(dǎo)體元件二根據(jù)能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)的信號輸出到指定的相。

在實施中，能量存儲系統(tǒng)主要由電容、存儲電池等存儲介質(zhì)組成，能量存儲系統(tǒng)連接交流直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和直流交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，能量存儲系統(tǒng)用于同步完成電能的輸入和輸出。

本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移系統(tǒng)由四個“功能系統(tǒng)模塊”功能系統(tǒng)模塊組成，分別為：能量轉(zhuǎn)移控制、交流直流轉(zhuǎn)換模塊、能量存儲、直流交流轉(zhuǎn)換。其中，能量轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)通過電壓互感器、電流互感器實時檢測三相電網(wǎng)的各相能量，通過內(nèi)部的計算模塊計算出各相間需要轉(zhuǎn)移的能量，然后同步控制交流直流轉(zhuǎn)換模塊、直流交流轉(zhuǎn)換模塊完成相間能量的轉(zhuǎn)移；交流直流轉(zhuǎn)換模塊由交流轉(zhuǎn)換直流電路、功率導(dǎo)體元件組成，根據(jù)能量轉(zhuǎn)移控制模塊的控制信號，完成交流轉(zhuǎn)換成直流后通過能量存儲模塊存儲轉(zhuǎn)換的電能；直流交流轉(zhuǎn)換模塊由直流轉(zhuǎn)交流電路、功率導(dǎo)體元件組成，從能量存儲模塊中提取電能通過直交轉(zhuǎn)換電路完成電能轉(zhuǎn)換，通過功率導(dǎo)體元件根據(jù)能量控制模塊的信號輸出到指定的相；能量存儲模塊主要由電容、存儲電池等存儲介質(zhì)組成，同步完成電能的輸入和輸出。通過具體實施，本發(fā)明的三相電網(wǎng)能量相間轉(zhuǎn)移技術(shù)，可有效解決電網(wǎng)三相四線中因單相負荷分布不均勻造成的線路損耗、人工調(diào)整難的問題，實現(xiàn)臺區(qū)電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，達到節(jié)能降損，提高電網(wǎng)電壓調(diào)控能力，改善供電質(zhì)量。

以上所述僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非是對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。