一种三相电网能量相间转移系统的制作方法

本发明涉及电力系统配电网络技术领域，具体涉及一种三相电网能量相间转移系统。

背景技术：

电能在输送和分配过程中，由电力网中各个元件所产生的一定数量的有功功率损耗和电能损耗以及在电网运营管理过程中发生的电能损耗，这种线损电量的范围从发电厂主变压器一直到主用户电能表上。除了线损，配电网中损耗的网损也是主要的损耗。

三相负荷不平衡引起线损升高，增容或大功率单相负载的投入或单相负载设备的用电不同时性等，均可造成三相负载不平衡。在三相四线制的供电网络中，电流通过线路导线时，因存在阻抗，必然产生电能损耗，其损耗与通过电流的平方成正比。当电网处于三相负载不平衡时，其线路损耗要增加，不利于电网的节能运行。当其在三相负载不平衡工况下运行时，将会造成配电变压器损耗的增加，还会给供用电都带来不良影响。

因此，需要解决电网三相四线中因单相负荷分布不均匀造成的线路损耗、人工调整难的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种三相电网能量相间转移系统，以解决现有技术的电网三相四线中因单相负荷分布不均匀造成的线路损耗、人工调整难的技术问题。

本发明的三相电网能量相间转移系统包括能量转移控制系统、交流直流转换系统、能量存储系统、直流交流转换系统；所述能量转移控制系统连接交流直流转换系统和直流交流转换系统，所述能量转移控制系统控制交流直流转换系统和直流交流转换系统完成相间能量的转移；所述交流直流转换系统连接能量存储系统，所述交流直流转换系统通过能量存储系统存储转换电能；所述直流交流转换系统连接能量存储系统，所述直流交流转换系统通过能量存储系统输出信号。

优选的是，所述能量转移控制系统包括中央处理模块。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量转移控制系统接收电压互感器和电流互感器实时检测三相电网的各相能量，并通过中央处理模块计算出各相间需要转移的能量，然后同步控制交流直流转换系统、直流交流转换系统完成相间能量的转移。

在上述任一技术方案中优选的是，所述交流直流转换系统包括交流转换直流电路和功率导体元件一。

在上述任一技术方案中优选的是，所述交流直流转换系统连接能量转移控制系统与能量存储系统；所述交流直流转换系统根据能量转移控制系统的控制信号，完成交流转换成直流后通过能量存储系统存储完成电能转换。

在上述任一技术方案中优选的是，所述直流交流转换系统包括直流转换交流电路和功率导体元件二。

在上述任一技术方案中优选的是，所述直流交流转换系统连接能量转移控制系统与能量存储系统；所述直流交流转换系统从能量存储系统中提取电能通过直流转换交流电路完成电能转换，然后通过功率导体元件二根据能量转移控制系统的信号输出到指定的相。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量存储系统包括电容和存储电池。

在上述任一技术方案中优选的是，所述能量存储系统连接交流直流转换系统和直流交流转换系统，所述能量存储系统用于同步完成电能的输入和输出。

在上述任一技术方案中优选的是，所述中央处理模块通过A/D模数转换模块连接电压互感器和电流互感器，所述中央处理模块接收电压互感器和电流互感器实时检测三相电网的各相能量并计算电网各相间需要转移的能量。

在上述任一技术方案中优选的是，所述中央处理模块包括DSP数字信号处理模块、FPGA可编程集成电路、NIOS-II型CPU、UART0异步收发传输器、UART1异步收发传输器、UART2异步收发传输器，以及EMIF存储器接口和PIO输入输出接口。

在上述任一技术方案中优选的是，所述FPGA可编程集成电路、NIOS-II型CPU、UART0异步收发传输器、UART1异步收发传输器、UART2异步收发传输器组成用户指令计算处理模块，所述DSP数字信号处理模块、EMIF存储器接口、PIO输入输出接口组成信号处理模块，所述用户指令计算处理模块与信号处理模块连接进行数据传输处理。

在上述任一技术方案中优选的是，所述中央处理模块还连接时钟模块、FLASH模块、LCD显示屏。

在上述任一技术方案中优选的是，所述中央处理模块还连接TSC控制接口、遥控接口、RS232/485接口。

与现有技术相比，本发明的三相电网能量相间转移系统，其能量转移控制系统接收实时检测三相电网的各相能量并同步控制交流直流转换系统、直流交流转换系统完成相间能量的转移；其交流直流转换系统根据能量转移控制系统的控制信号，完成交流转换成直流后通过能量存储系统存储转换的电能；其直流交流转换系统从能量存储系统中提取电能通过直交转换电路完成电能转换，通过功率导体元件根据能量控制系统的信号输出到指定的相；其能量存储系统用于同步完成电能的输入和输出；本发明的三相电网能量相间转移系统，可有效解决电网三相四线中因单相负荷分布不均匀造成的线路损耗、人工调整难的问题，实现台区电网的经济运行，达到节能降损，提高电网电压调控能力，改善供电质量。

附图说明

图1为按照本发明的三相电网能量相间转移系统的一优选实施例的系统结构示意图。

图2为按照本发明的三相电网能量相间转移系统的一优选实施例的三相电网能量相间转移方向示意图。

图3为按照本发明的三相电网能量相间转移系统的一优选实施例的中央处理模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明，以下描述仅作为示范和解释，并不对本发明作任何形式上的限制。

如图1所示，本发明的三相电网能量相间转移系统包括能量转移控制系统、交流直流转换系统、能量存储系统、直流交流转换系统；能量转移控制系统接收实时检测三相电网的各相能量并同步控制交流直流转换系统、直流交流转换系统完成相间能量的转移；交流直流转换系统根据能量转移控制系统的控制信号，完成交流转换成直流后通过能量存储系统存储转换的电能；直流交流转换系统从能量存储系统中提取电能通过直交转换电路完成电能转换，通过功率导体元件根据能量控制系统的信号输出到指定的相；能量存储系统用于同步完成电能的输入和输出。

在实施中，能量转移控制系统接收电压互感器和电流互感器实时检测三相电网的各相能量，并通过中央处理模块计算出各相间需要转移的能量，然后同步控制交流直流转换系统、直流交流转换系统完成相间能量的转移。从三相电网端到用户端的三相电网能量相间转移如图2所示。

在实施中，能量转移控制系统主要包括中央处理模块，中央处理模块通过A/D模数转换模块连接电压互感器和电流互感器，所述中央处理模块接收电压互感器和电流互感器实时检测三相电网的各相能量并计算电网各相间需要转移的能量。如图3所示，能量转移控制系统的中央处理模块包括DSP数字信号处理模块、FPGA可编程集成电路、NIOS-II型CPU、UART0异步收发传输器、UART1异步收发传输器、UART2异步收发传输器，以及EMIF存储器接口和PIO输入输出接口。其中，FPGA可编程集成电路、NIOS-II型CPU、UART0异步收发传输器、UART1异步收发传输器、UART2异步收发传输器组成用户指令计算处理模块，DSP数字信号处理模块、EMIF存储器接口、PIO输入输出接口组成信号处理模块，用户指令计算处理模块与信号处理模块连接进行数据传输处理。

在实施中，如图3所示，能量转移控制系统的中央处理模块还进一步拓展连接时钟模块、FLASH模块、LCD显示屏、TSC控制接口、遥控接口、RS232/485接口，进行信息采集/传输和处理。

在实施中，交流直流转换系统由交流转换直流电路、功率导体元件组成，交流直流转换系统连接能量转移控制系统与能量存储系统；交流直流转换系统根据能量转移控制系统的控制信号，完成交流转换成直流后通过能量存储系统存储转换的电能。

在实施中，直流交流转换系统由直流转换交流电路、功率导体元件组成，直流交流转换系统连接能量转移控制系统与能量存储系统；直流交流转换系统从能量存储系统中提取电能通过直流转换交流电路完成电能转换，然后通过功率导体元件二根据能量转移控制系统的信号输出到指定的相。

在实施中，能量存储系统主要由电容、存储电池等存储介质组成，能量存储系统连接交流直流转换系统和直流交流转换系统，能量存储系统用于同步完成电能的输入和输出。

本发明的三相电网能量相间转移系统由四个“功能系统模块”功能系统模块组成，分别为：能量转移控制、交流直流转换模块、能量存储、直流交流转换。其中，能量转移控制系统通过电压互感器、电流互感器实时检测三相电网的各相能量，通过内部的计算模块计算出各相间需要转移的能量，然后同步控制交流直流转换模块、直流交流转换模块完成相间能量的转移；交流直流转换模块由交流转换直流电路、功率导体元件组成，根据能量转移控制模块的控制信号，完成交流转换成直流后通过能量存储模块存储转换的电能；直流交流转换模块由直流转交流电路、功率导体元件组成，从能量存储模块中提取电能通过直交转换电路完成电能转换，通过功率导体元件根据能量控制模块的信号输出到指定的相；能量存储模块主要由电容、存储电池等存储介质组成，同步完成电能的输入和输出。通过具体实施，本发明的三相电网能量相间转移技术，可有效解决电网三相四线中因单相负荷分布不均匀造成的线路损耗、人工调整难的问题，实现台区电网的经济运行，达到节能降损，提高电网电压调控能力，改善供电质量。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。