[發明專利]三相三線不平衡負荷補償裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201210158436.4
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102684211A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李建明;遲恩先;王德濤;楊軍
• 申請（專利權）人: 山東山大華天科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種三相三線不平衡負荷補償裝置，其特征是，它包括第一電流傳感器組（1）、第二電流傳感器組（2）、電流檢測單元（3）、電壓檢測單元（4）、諧波電流運算單元（5）、鎖相環運算單元（6）、指令電流運算單元（7）、第一補償電流發生器（8）、第二補償電流發生器（9）和第三補償電流發生器（10），其中：

第一電流傳感器組（1）中三個電流傳感器的一次側分別串聯在被補償電力線路L1、L2、L3中，二次側接電流檢測單元（3）的輸入端；

第二電流傳感器組（2）中三個電流傳感器的一次側分別串聯在補償電流輸出線路中，二次側接電流檢測單元（3）的輸入端；

電流檢測單元（3）的檢測結果送入諧波電流運算單元（5）和指令電流運算單元（7）；

電壓檢測單元（4）的三個輸入端分別接被補償電力線路L1、L2和L3，其檢測結果分別送入鎖相環運算單元（6）和諧波電流運算單元（5）；

鎖相環運算單元（6）的運算結果送入指令電流運算單元（7）；

諧波電流運算單元（5）的運算結果送入指令電流運算單元（7）；

指令電流運算單元（7）的三相指令電流運算結果分別送入第一補償電流發生器（8）、第二補償電流發生器（9）和第三補償電流發生器（10）；

第一補償電流發生器（8）的兩個補償電流輸出端分別接被補償電力線路中的L1和L2；

第二補償電流發生器（9）的兩個補償電流輸出端分別接被補償電力線路中的L2和L3；

第三補償電流發生器（10）的兩個補償電流輸出端分別接被補償電力線路中的L3和L1。

2.如權利要求1所述三相三線不平衡負荷補償裝置的控制方法，其特征是，該方法的步驟為：

步驟一，檢測被補償電力線路中的三相電壓瞬時值u₁，u₂，u₃；

步驟二，檢測被補償電力線路中的三相負荷電流瞬時值i₁，i₂，i₃；

步驟三，根據u₁，u₂，u₃由鎖相環運算單元（6）采用鎖相控制方法產生單位相量e₁，e₂，e₃，e₁₂，e₂₃，e₃₁；

步驟四，由諧波電流運算單元（5）采用快速傅立葉變換方法根據u₁，u₂，u₃和i₁，i₂，i₃計算i₁，i₂，i₃中的第j次諧波分量j=2,3,4……；

步驟五，由諧波電流運算單元（5）按下式計算需要補償的諧波電流信號

i1h*=Σji1hj]]>

i2h*=Σji2hj]]>

i3h*=Σji3hj]]>

其中，j對需要補償的諧波次數求和；

步驟六，由指令電流運算單元（7）按下式計算中間量q₁，q₂，q₃：

q1=1T∫0Te1i1dt≈1NΣj=1Ne1ji1j]]>

q2=1T∫0Te2i2dt≈1NΣj=1Ne2ji2j]]>

q3=1T∫0Te3i3dt≈1NΣj=1Ne3ji3j]]>

其中，i_1j，i_2j，i_3j分別為在每個工頻周期T內對i₁，i₂，i₃進行N次數字采樣的第j個采樣值，采樣周期為t由下式給出：

t=TN]]>

步驟七，由指令電流運算單元（7）按下式計算三相指令電流信號

iC12*=-[13(q1+q2-q3)e12+13(i1h*-i2h*)]]]>

iC23*=-[13(q2+q3-q1)e23+13(i2h*-i3h*)]]]>

iC31*=-[13(q3+q1-q2)e31+13(i3h*-i1h*)]]]>

步驟八，用三相指令電流信號分別控制第一補償電流發生器（8）、第二補償電流發生器（9）和第三補償電流發生器（10）產生如下補償電流：

iC12=-[13(q1+q2-q3)e12+13(i1h-i2h)]]]>

iC23=-[13(q2+q3-q1)e23+13(i2h-i3h)]]]>

iC31=-[13(q3+q1-q2)e31+13(i3h-i1h)].]]>

3.如權利要求2所述控制方法，其特征是，其中步驟三的具體計算方法為：

1）分別用u_1f，u_2f，u_3f表示u₁，u₂，u₃的基波正序分量，則有：

其中：U是被補償電力線路中交流相電壓的有效值，ω是交流電壓的角頻率，是A相電壓初相角，與分別為B相和C相電壓初相角；

2）由鎖相環運算單元（6）采用公知的鎖相控制方法，按下列表達式生成單位相量e₁，e₂，e₃，e₁₂，e₂₃，e₃₁：