本發(fā)明涉及一種基于重力儲能的電壓控制裝置。

背景技術(shù)：

1、配電網(wǎng)是由架空線路、電纜、桿塔、有載調(diào)壓變壓器、隔離開關(guān)、無功補(bǔ)償器以及一些附屬設(shè)施組成的；配電網(wǎng)按照電壓等級可分為高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)，其中高壓配電網(wǎng)的電壓范圍為：35kv至110kv，中壓配電網(wǎng)的電壓范圍為：6kv至20kv，低壓配電網(wǎng)的電壓為：220v或380v；在日常運(yùn)行過程中，對于低壓配電網(wǎng)，當(dāng)有電力負(fù)荷大量接入線路末端時(shí)，將有可能導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)低電壓的風(fēng)險(xiǎn)；現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)電壓控制方法，是利用無功補(bǔ)償器對電壓波動進(jìn)行補(bǔ)償，但是無功補(bǔ)償器只能適應(yīng)小范圍的電壓波動，對于電壓波動范圍較大時(shí)，則利用有載調(diào)壓變壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)，而對于有載調(diào)壓變壓器則存在缺點(diǎn)，即當(dāng)?shù)蛪号潆娋W(wǎng)無功功率缺額時(shí)，負(fù)荷的電壓特性可以使低壓配電網(wǎng)在較低電壓下保持穩(wěn)定運(yùn)行，但如果無功功率缺額較大時(shí)，為保持電壓水平，有載調(diào)壓變壓器動作，電壓暫時(shí)上升，將無功功率缺額全部轉(zhuǎn)嫁到主網(wǎng)，從而使主網(wǎng)電壓逐漸下降，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)發(fā)電系統(tǒng)電壓崩潰，將會發(fā)送停電事故；因此，尋求合適可行的低壓配電網(wǎng)電壓調(diào)控手段對應(yīng)這些電壓問題具有顯著必要性，現(xiàn)有的調(diào)控方法存在調(diào)控效果不佳的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的調(diào)控方法存在調(diào)控效果不佳的問題，提出了一種基于充電站和重力儲能的低壓配電網(wǎng)電壓控制裝置。

2、本發(fā)明所述的一種基于充電站和重力儲能的低壓配電網(wǎng)電壓控制裝置，所述電壓控制裝置包括：電壓偏差模塊、無功需求量確定模塊、一號判斷調(diào)節(jié)模塊、二號判斷調(diào)節(jié)模塊和三號判斷調(diào)節(jié)模塊；

3、電壓偏差模塊，用于判斷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)低電壓越限故障，若是，則確定所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的低電壓偏差缺口；否則，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不需要電壓控制；

4、無功需求量確定模塊，用于根據(jù)所述低電壓偏差缺口，得到無功需求量；

5、一號判斷調(diào)節(jié)模塊，用于判斷所述無功需求量是否大于電力系統(tǒng)中重力儲能當(dāng)前的最大無功提供量；若是，則重力儲能存在低電壓偏差缺口，根據(jù)所述低電壓偏差缺口和所述重力儲能的當(dāng)前無功出力，得到有功需求量；否則，根據(jù)所述無功需求量控制所述重力儲能提高無功出力；

6、二號判斷調(diào)節(jié)模塊，用于判斷述有功需求量是否大于所述電力系統(tǒng)中重力儲能當(dāng)前的最大有功提供量；若是，則根據(jù)所述低電壓偏差缺口、所述重力儲能的當(dāng)前無功出力和當(dāng)前有功出力，得到充電負(fù)荷切除需求量；否則根據(jù)所述最大無功提供量和所述有功需求量提升所述重力儲能的無功出力和有功出力；

7、三號判斷調(diào)節(jié)模塊，用于判斷所述充電負(fù)荷切除需求量是否大于所述電力系統(tǒng)中充電站的當(dāng)前負(fù)荷；若是，則分別根據(jù)所述最大無功提供量和所述最大有功提供量提升所述重力儲能的無功出力和有功出力，并切除所述充電站的所有負(fù)荷；否則，分別根據(jù)所述最大無功提供量和所述最大有功提供量提升所述重力儲能的無功出力和有功出力，并根據(jù)所述充電負(fù)荷切除需求量切除所述充電站的負(fù)荷。

8、進(jìn)一步的，所述電壓偏差模塊，還用于獲取所述電力系統(tǒng)中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在前一預(yù)設(shè)周期的每個(gè)采集間隔的有功偏移、無功偏移和電壓偏移；根據(jù)各所述有功偏移和所述電壓偏移，得到有功電壓敏感因子，并根據(jù)各所述無功偏移和所述電壓偏移，得到無功電壓敏感因子；其中，所述有功電壓敏感因子用于確定所述有功需求量和所述充電負(fù)荷切除需求量，所述無功電壓敏感因子用于確定所述無功需求量、所述有功需求量和所述充電負(fù)荷切除需求量。

9、進(jìn)一步的，所述電壓偏差模塊判斷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)低電壓越限故障是通過電壓比較電路實(shí)現(xiàn)的；

10、所述電壓比較電路包括電阻r1至電阻r6、電容c1、電容c2、二極管d1和放大器t1；

11、電阻r1的一端與+5v電源的輸出端相連；電阻r1的另一端與電阻r2的一端相連，并且電阻r1的另一端與放大器t1的反向輸入端相連；電阻r2的另一端接地；

12、放大器t1的正向輸入端與電阻r3的一端以及電阻r4的一端同時(shí)相連；電阻r3的另一端與電容c1的一端相連，并且電阻r3的另一端作為采樣信號的輸入端；

13、電阻r4的另一端與電容c1的另一端相連，并接地；

14、放大器t1的電源端與+5v電源的輸出端相連；放大器t1的接地端接地；

15、放大器t1的輸出端與二極管d1的陽極以及電阻r5的一端同時(shí)相連，電阻r5的另一端與+5v電源的輸出端相連；

16、二極管d1的陰極與電阻r6的一端以及電容c1的一端同時(shí)相連，并且二極管d1的陰極為電壓比較結(jié)果的輸出端；

17、電阻r6的另一端電容c2的另一端相連，并接地。

18、進(jìn)一步的，所述放大器t1的型號為lm2903。

19、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

20、根據(jù)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的電壓缺口計(jì)算無功需求量，并依次基于重力儲能的無功和有功，逐步嘗試補(bǔ)償電壓缺口；如果重力儲能調(diào)節(jié)仍然不能完全解決故障，則進(jìn)一步計(jì)算負(fù)荷切除需求，嘗試切除充電站負(fù)荷以繼續(xù)提升電壓；在整個(gè)過程中，依次啟用無功、有功和負(fù)荷切除三種手段，形成了級別遞進(jìn)的控制體系，以基于重力儲能充電站的特點(diǎn)，通過多種方式協(xié)調(diào)應(yīng)對電網(wǎng)低壓故障。該方法充分協(xié)同重力儲能有功、無功控制進(jìn)行協(xié)同調(diào)控，以目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，對低壓配電網(wǎng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行改善，以減輕低壓配電網(wǎng)低電壓問題；并且，該裝置的模塊中不涉及優(yōu)化求解、模型運(yùn)算等，對于軟硬件運(yùn)算壓力較小，大大提高了調(diào)控效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于充電站和重力儲能的低壓配電網(wǎng)電壓控制裝置，其特征在于，所述電壓控制裝置包括：電壓偏差模塊(1)、無功需求量確定模塊(2)、一號判斷調(diào)節(jié)模塊(3)、二號判斷調(diào)節(jié)模塊(4)和三號判斷調(diào)節(jié)模塊(5)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于充電站和重力儲能的低壓配電網(wǎng)電壓控制裝置，其特征在于，所述電壓偏差模塊(1)，還用于獲取所述電力系統(tǒng)中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在前一預(yù)設(shè)周期的每個(gè)采集間隔的有功偏移、無功偏移和電壓偏移；根據(jù)各所述有功偏移和所述電壓偏移，得到有功電壓敏感因子，并根據(jù)各所述無功偏移和所述電壓偏移，得到無功電壓敏感因子；其中，所述有功電壓敏感因子用于確定所述有功需求量和所述充電負(fù)荷切除需求量，所述無功電壓敏感因子用于確定所述無功需求量、所述有功需求量和所述充電負(fù)荷切除需求量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于充電站和重力儲能的低壓配電網(wǎng)電壓控制裝置，其特征在于，所述電壓偏差模塊(1)判斷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)低電壓越限故障是通過電壓比較電路實(shí)現(xiàn)的；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于充電站和重力儲能的低壓配電網(wǎng)電壓控制裝置，其特征在于，所述放大器t1的型號為lm2903。

技術(shù)總結(jié)
一種基于充電站和重力儲能的低壓配電網(wǎng)電壓控制裝置，涉及一種基于重力儲能的電壓控制裝置，為了解決現(xiàn)有的調(diào)控方法存在調(diào)控效果不佳的問題。本發(fā)明的電壓偏差模塊，用于判斷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)低電壓越限故障，若是，則確定所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的低電壓偏差缺口；否則，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不需要電壓控制；無功需求量確定模塊，用于根據(jù)所述低電壓偏差缺口，得到無功需求量；一號判斷調(diào)節(jié)模塊、二號判斷調(diào)節(jié)模塊和三號判斷調(diào)節(jié)模塊依次啟用無功、有功和負(fù)荷切除三種手段，形成了級別遞進(jìn)的控制體系。有益效果為以目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，對低壓配電網(wǎng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行改善，以減輕低壓配電網(wǎng)低電壓問題，同時(shí)提高了低壓配電網(wǎng)電壓的控制效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李大鵬,謝敬,李釗樞,佘佳璽,吳學(xué)雷,馮斌,王亮,趙斌,林憲峰,王國山,呂叢生,李建羽,蒲紅軍,金麗英,劉迪,劉巖峰,周強(qiáng),張冬英,蘇衛(wèi)民,張健,張靜,黃海杰,于思源
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司黑河供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26