一種用于長距離、多間隔設備供配電的電力變換系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力電子變換、電能供配電領域，尤其涉及適用于為長距離、多間隔設備供配電的電力變換系統。
[0002]
【背景技術】
[0003]隨著高速公路等基礎設施的改造，需要在原有用電設備基礎上進行一定地擴容或者增添新型大功率用電設備，例如，每隔一定間隔增加監控設備或道路指示牌。目前，應用于長距離用電設備的供配電方案主要包括:
Cl)就近配電，即:從距離用電設備最近的場所取電，電壓等級在220V。
[0004](2)從源端配電，即:首先將市電升壓變換為高壓電，傳輸到后級設備端后，經過降壓變壓器變換為低壓電，然后直接或再經穩壓器穩壓，最終調整成載荷所能承受的電壓等級范圍。
[0005](3)從源端以電流源形式配電，S卩:在源端將電網市電變換成電流形式的能量，通過導線傳輸到遠端各設備，而各個設備以串聯的形式連接，應用于機場跑道指示燈。
[0006]這三種配電方式的優缺點分別如下:
第(I)種供配電方式最為簡單，從用電設備的附近場所直接取電，從而省去了電能轉換的環節，但它的不足是配電距離受到限制，在長距離應用中由于傳輸壓降影響，到達設備端的電壓水平可能無法滿足用電設備要求。同時這種方式很容易導致線纜被偷盜。
[0007]第(2)種供配電方式通過源端升壓可以將電能配送到很遠距離，同時在能量轉換上都采用的是無源設備因此運行穩定，但它的問題是采用穩壓器穩定的電壓極容易受電網影響，同時帶負載能力弱，當為千瓦級用電設備供電時發熱嚴重。
[0008]第(3)種供恒定電流形式配電可以控制線纜上的傳輸損耗保持恒定，但在大功率運行條件下，控制方式復雜，系統穩定性不高。
[0009]
【發明內容】
[0010]為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種更加經濟、安全、精確并具有報警功能的供配電設計方案，從源端以自適應調節電壓形式配電，即:在源端將電網市電變換成電壓形式的能量，但系統會依據傳輸功率的變化自適應地調節輸出電壓，遠端各設備以并聯的方式連接。
[0011]本發明通過以下技術方案實現。
[0012]—種用于長距離、多間隔用電設備供配電的電力變換系統，包括:源端變換器，用于將三相電變換成單相交流電。源端升壓裝置，用于將變換器輸出的交流電變換成高壓交流電能。遠端降壓裝置，用于將傳輸線纜上的高壓交流電變換成低壓交流電，電壓范圍為后級精確穩壓變換器所承受的輸入電壓。遠端精確穩壓變換器，用于將電力電能變換到設備最終需求的電壓。
[0013]作為本發明的進一步改進，所述源端變換器包括三相轉直流及直流轉單相交流兩個標準電路，還包括輸出功率檢測電路和輸出電壓調節電路；所述輸出功率檢測電路用于檢測傳輸線路電流和電壓，計算輸出功率，依據輸出功率控制所述輸出電壓調節電路自適應地調節電壓，保證在整個配電線路上傳輸電流恒定并限定傳輸線纜損耗。
[0014]作為本發明的進一步改進，所述遠端精確穩壓變換器具有光纖通信接口，所述光纖通信接口連接監控攝像頭，如果發生偷盜行為，所述遠端精確穩壓變換器通過光纜將信號傳遞到監控室，所述光纜連同電纜一同鋪設。
[0015]作為本發明的進一步改進，所述升壓裝置其輸出電壓范圍在700~1000V，保證在滿足功率要求和安全配電的情況下，最大程度降低線纜成本。
[0016]作為本發明的進一步改進，在遠端降壓裝置的輸入側增加防雷模塊，用于保護用電設備、規避雷擊。
[0017]作為本發明的進一步改進，在遠端精確穩壓變換器的輸入側增加功率因數校正電路以防止諧波注入到長距離配電母線上，從而提高的電能利用率；在遠端精確穩壓變換器的輸出側進行電壓閉環控制，保證設備的供電電壓可靠、準確。
[0018]本發明的有益效果是:本發明提出的自適應調節電壓形式配送電能，結合了上述的優點，可以滿足為大功率用電設備供電的要求；可以有效地控制線纜上的損耗；對電網的擾動具有很好的魯棒性；同時可以為用電設備提供精確、穩定的電能；另外自身的開路檢測功能可以防止不法分子對線路的破壞和偷盜。
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【附圖說明】
[0020]圖1是源端三相市電轉單相高壓變換器的控制結構框圖；
圖2是源端依據輸出配送功率來進行自適應調節電壓的控制示意圖；
圖3是遠端精確控制輸出電壓控制示意圖；
圖4是整體應用于長距離、多間隔供配電的電氣示意圖。
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【具體實施方式】
[0022]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0023]附圖1所示為本發明所述的電力變換系統的源端變換器的控制框圖，首先將源端(例如:高速公路變電房)三相市電通過整流變換成直流電，再經過直流到交流逆變控制(采用橋式逆變電路)變換為交流電。用霍爾傳感器采集逆變電路輸出的電壓、電流信號，其中反饋的電壓信號與參考給定信號在軟件中進行PID控制，PID控制器輸出的信號與雙極性載波信號進行調制比較，SPffM比較電路的輸出作為控制開關器件的驅動信號。同時在軟件中進行輸出功率運算，依據輸出的功率大小進行參考給定信號的調節，進而達到調節輸出電壓的目的。逆變電路輸出的交流電壓，再經過升壓變壓器變換輸出最終的700-1000V交流電。電能以高壓形式傳遞到遠端各個用電設備。
[0024]附圖2所示為源端的自適應電壓調節控制框圖，為了將該套供配電方案應用到長距離、大功率負載領域，同時在此條件下又可