本發(fā)明屬于供電技術(shù)，尤其涉及一種適用于多電源并聯(lián)供電的低壓電網(wǎng)單相供電結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

為提高單相重要用戶的供電可靠性，往往采用雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)（automatictransferswitch，ats）進(jìn)行供電。然而，ats在切換過(guò)程中需要停電轉(zhuǎn)供，仍會(huì)出現(xiàn)幾秒鐘的短時(shí)停電，會(huì)給敏感負(fù)荷帶來(lái)?yè)p失。由于在低壓并聯(lián)供電系統(tǒng)中，電源受電源電壓大小與相位、等值阻抗大小與阻抗角以及負(fù)荷大小與功率因數(shù)等諸多因素的影響，ats切換時(shí)還可能產(chǎn)生逆功率運(yùn)行情況，并且傳統(tǒng)的ats頻繁切換，將造成機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭變形，直接影響ats的使用壽命。目前，小容量分布式電源往往直接接入至低壓臺(tái)區(qū)，其間歇性和波動(dòng)性將對(duì)低壓臺(tái)區(qū)帶來(lái)臺(tái)區(qū)配變單相過(guò)負(fù)荷、電壓波動(dòng)劇烈等不利影響。隨著分布式電源的使用日益廣泛，這種影響將逐步加劇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種適用于多電源并聯(lián)供電的低壓電網(wǎng)單相供電結(jié)構(gòu)，以解決：1）現(xiàn)有技術(shù)低壓并聯(lián)供電系統(tǒng)中，末端電壓低，供電可靠性不高；2）ats切換時(shí)受電源電壓大小與相位、等值阻抗大小與阻抗角以及負(fù)荷大小與功率因數(shù)等諸多因素的影響可能出現(xiàn)逆功率運(yùn)行；3）傳統(tǒng)的ats頻繁切換，將造成機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭變形，影響ats的使用壽命等技術(shù)問(wèn)題；4）新能源接入時(shí)導(dǎo)致的配變單相過(guò)負(fù)荷、電壓波動(dòng)劇烈等問(wèn)題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種適用于多電源并聯(lián)供電的低壓電網(wǎng)單相供電結(jié)構(gòu)，它包括低壓?jiǎn)蜗囵伨€一、低壓?jiǎn)蜗囵伨€二，低壓?jiǎn)蜗囵伨€一和低壓?jiǎn)蜗囵伨€二通過(guò)雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats連接；單相背靠背電壓源型b2b變流器與雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats并聯(lián)連接在低壓?jiǎn)蜗囵伨€一和低壓?jiǎn)蜗囵伨€二上；光伏發(fā)電單元通過(guò)開(kāi)關(guān)三、boost變換器后并聯(lián)接在單相背靠背電壓源型b2b變流器的直流側(cè)；風(fēng)力發(fā)電單元通過(guò)開(kāi)關(guān)四和電壓源型變流器vsc3后并聯(lián)接在單相背靠背電壓源型b2b變流器的直流側(cè)。

boost變換器由一個(gè)igbt、一個(gè)電感和一個(gè)續(xù)流二極管vd構(gòu)成。

電壓源型變流器vsc3由四個(gè)igbt組成的單相全橋變流器構(gòu)成。

單相背靠背電壓源型b2b變流器包括二個(gè)單相全橋變流器、一個(gè)電容和四個(gè)電感，二個(gè)單相全橋變流器的直流側(cè)分別與電容連接，四個(gè)電感分別接在二個(gè)單相全橋變流器的輸入端上。

低壓?jiǎn)蜗囵伨€一通過(guò)開(kāi)關(guān)一與單相背靠背電壓源型b2b變流器的第一交流輸入端連接；低壓?jiǎn)蜗囵伨€二通過(guò)開(kāi)關(guān)二與單相背靠背電壓源型b2b變流器的第二交流輸入端連接；開(kāi)關(guān)一、單相背靠背電壓源型b2b變流器和開(kāi)關(guān)二串聯(lián)后與雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats并聯(lián)連接。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明將單相背靠背電壓源型b2b變流器與ats并聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)ats斷開(kāi)，雙電源通過(guò)單相背靠背電壓源型b2b變流器連接，形成雙電源閉環(huán)供電模式，以提高低壓配電網(wǎng)的供電可靠性及雙電源線路的負(fù)載平衡能力；單相背靠背電壓源型b2b變流器串聯(lián)在兩個(gè)低壓配電柜的低壓母線之間，當(dāng)其中一條饋線或配電變壓器因故障停運(yùn)時(shí)，其所帶負(fù)荷可通過(guò)變流器由另一側(cè)配電變壓器供電，變流器提供低壓配電系統(tǒng)電壓和頻率的支撐，實(shí)現(xiàn)不間斷供電，從而避免線路出現(xiàn)短時(shí)停電問(wèn)題；同時(shí)分布式電源光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電單元并聯(lián)接在單相背靠背電壓源型b2b變流器的直流側(cè)，可以減少配變電壓器容量；在用電高峰期，光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電單元可以給主網(wǎng)減輕壓力，防止末端電壓偏低；當(dāng)兩條低壓饋線的配電變壓器都因故障停運(yùn)時(shí)，可由光伏或風(fēng)力供電，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的不間斷供電；當(dāng)光伏發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可由主網(wǎng)和風(fēng)力維持供電；反之，當(dāng)風(fēng)力發(fā)生故障，則有光伏和主網(wǎng)維持不停電；當(dāng)風(fēng)力和光伏均出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，主網(wǎng)仍可保證供電；當(dāng)兩側(cè)配電變壓器正常供電時(shí)，可通過(guò)單相背靠背電壓源型b2b變流器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)低壓配電網(wǎng)的電壓無(wú)功，改善低壓母線電壓水平；當(dāng)兩側(cè)配電變壓器正常供電時(shí)，可通過(guò)單相背靠背電壓源型b2b變流器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)兩側(cè)配電變壓器間的有功功率分布，避免逆功率、優(yōu)化兩臺(tái)配電變壓器之間的負(fù)載率，以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；當(dāng)單相背靠背電壓源型b2b變流器出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，ats才投運(yùn)，按常規(guī)的低壓配電網(wǎng)雙端并聯(lián)供電方式運(yùn)行。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)：

1、分布式電源光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電單元并聯(lián)接在單相背靠背電壓源型b2b變流器的直流側(cè)，可以減少配變電壓器容量；

2、在用電高峰期，光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電單元可以給主網(wǎng)減輕壓力，防止末端電壓偏低；

3、當(dāng)兩條低壓饋線的配電變壓器都因故障停運(yùn)時(shí)，可由光伏或風(fēng)力供電，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的不間斷供電；當(dāng)光伏發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可由主網(wǎng)和風(fēng)力維持供電；反之，當(dāng)風(fēng)力發(fā)生故障，則有光伏和主網(wǎng)維持不停電；當(dāng)風(fēng)力和光伏均出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，主網(wǎng)仍可保證供電；

4、將單相背靠背電壓源型b2b變流器直接并聯(lián)在原有的ats處，即可以使用，無(wú)需改造原有線路結(jié)構(gòu)，避免ats頻繁切換造成的機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭變形，影響ats的使用壽命。

5、正常運(yùn)行時(shí)，ats斷開(kāi)，單相背靠背電壓源型b2b變流器串接在低壓母線上，實(shí)現(xiàn)雙端電源低壓并聯(lián)供電，避免因線路故障導(dǎo)致的短時(shí)停電，以及雙電源低壓并聯(lián)供電導(dǎo)致的電磁環(huán)流等問(wèn)題。

6、單相背靠背電壓源型b2b變流器的兩個(gè)三相四線制換流器可以調(diào)節(jié)雙配電變壓器的功率輸出，均衡雙配電變壓器低壓并聯(lián)供電時(shí)的負(fù)載，防止出現(xiàn)某一配電變壓器過(guò)載而另一配電變壓器輕載的現(xiàn)象。

7、單相背靠背電壓源型b2b變流器的兩個(gè)三相四線制換流器可以調(diào)節(jié)接入點(diǎn)低壓母線電壓水平，可確保低壓側(cè)母線的電壓質(zhì)量。

8、當(dāng)單相背靠背電壓源型b2b變流器出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，ats投運(yùn)，按常規(guī)的低壓配電網(wǎng)雙端并聯(lián)供電方式運(yùn)行，保證了供電可靠性。

9、兩側(cè)低壓饋線的配電變壓器因故障停運(yùn)時(shí)，由分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)給電網(wǎng)供電，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。

10、同時(shí)直流微電網(wǎng)電源系統(tǒng)供電，可以減少配變電壓器容量。

解決了現(xiàn)有技術(shù)低壓并聯(lián)供電系統(tǒng)中，末端電壓低，供電可靠性不高；ats切換時(shí)受電源電壓大小與相位、等值阻抗大小與阻抗角以及負(fù)荷大小與功率因數(shù)等諸多因素的影響可能出現(xiàn)逆功率運(yùn)行；傳統(tǒng)的ats頻繁切換，將造成機(jī)械開(kāi)關(guān)觸頭變形，影響ats的使用壽命等技術(shù)問(wèn)題；新能源接入時(shí)導(dǎo)致的配變單相過(guò)負(fù)荷、電壓波動(dòng)劇烈等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明各個(gè)變流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

一種適用于多電源并聯(lián)供電的低壓電網(wǎng)單相供電結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），它包括低壓?jiǎn)蜗囵伨€一、低壓?jiǎn)蜗囵伨€二，低壓?jiǎn)蜗囵伨€一和低壓?jiǎn)蜗囵伨€二通過(guò)雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats連接；單相背靠背電壓源型b2b變流器與雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats并聯(lián)連接在低壓?jiǎn)蜗囵伨€一和低壓?jiǎn)蜗囵伨€二上；光伏發(fā)電單元通過(guò)開(kāi)關(guān)三、boost變換器后并聯(lián)接在單相背靠背電壓源型b2b變流器的直流側(cè)；風(fēng)力發(fā)電單元通過(guò)開(kāi)關(guān)四和電壓源型變流器vsc3后并聯(lián)接在單相背靠背電壓源型b2b變流器的直流側(cè)。

整個(gè)供電系統(tǒng)的控制可通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。

boost變換器由一個(gè)igbt、一個(gè)電感和一個(gè)續(xù)流二極管vd構(gòu)成。

電壓源型變流器vsc3由四個(gè)igbt組成的單相全橋變流器構(gòu)成。

單相背靠背電壓源型b2b變流器包括二個(gè)單相全橋變流器、一個(gè)電容和四個(gè)電感，二個(gè)單相全橋變流器的直流側(cè)分別與電容連接，四個(gè)電感分別接在二個(gè)單相全橋變流器的輸入端上。

低壓?jiǎn)蜗囵伨€一通過(guò)開(kāi)關(guān)一與單相背靠背電壓源型b2b變流器的第一交流輸入端連接；低壓?jiǎn)蜗囵伨€二通過(guò)開(kāi)關(guān)二與單相背靠背電壓源型b2b變流器的第二交流輸入端連接；開(kāi)關(guān)一、單相背靠背電壓源型b2b變流器和開(kāi)關(guān)二串聯(lián)后與雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)ats并聯(lián)連接。

本發(fā)明將單相背靠背電壓源型b2b變流器與ats并聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)ats斷開(kāi)，雙電源通過(guò)單相背靠背電壓源型b2b變流器連接，形成雙電源閉環(huán)供電模式，以提高低壓配電網(wǎng)的供電可靠性及雙電源線路的負(fù)載平衡能力；單相背靠背電壓源型b2b變流器串聯(lián)在兩個(gè)低壓配電柜的低壓母線之間，當(dāng)其中一條饋線或配電變壓器因故障停運(yùn)時(shí)，其所帶負(fù)荷可通過(guò)單相背靠背電壓源型b2b變流器由另一側(cè)配電變壓器供電，單相背靠背電壓源型b2b變流器提供低壓配電系統(tǒng)電壓和頻率的支撐，實(shí)現(xiàn)不間斷供電，從而避免線路出現(xiàn)短時(shí)停電問(wèn)題；同時(shí)分布式電源光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電單元并聯(lián)接在單相背靠背電壓源型b2b變流器的直流側(cè)，可以減少配變電壓器容量；在用電高峰期，光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電單元可以給主網(wǎng)減輕壓力，防止末端電壓偏低；當(dāng)兩條低壓饋線的配電變壓器都因故障停運(yùn)時(shí)，可由光伏或風(fēng)力供電，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的不間斷供電；當(dāng)光伏發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可由主網(wǎng)和風(fēng)力維持供電；反之，當(dāng)風(fēng)力發(fā)生故障，則有光伏和主網(wǎng)維持不停電；當(dāng)風(fēng)力和光伏均出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，主網(wǎng)仍可保證供電；當(dāng)兩側(cè)配電變壓器正常供電時(shí)，可通過(guò)單相背靠背電壓源型b2b變流器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)低壓配電網(wǎng)的電壓無(wú)功，改善低壓母線電壓水平；當(dāng)兩側(cè)配電變壓器正常供電時(shí)，可通過(guò)單相背靠背電壓源型b2b變流器動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)兩側(cè)配電變壓器間的有功功率分布，避免逆功率、優(yōu)化兩臺(tái)配電變壓器之間的負(fù)載率，以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；當(dāng)單相背靠背電壓源型b2b變流器出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，ats才投運(yùn)，按常規(guī)的低壓配電網(wǎng)雙端并聯(lián)供電方式運(yùn)行。