[發明專利]三相不平衡調節控制方法、裝置及三相不平衡調節系統

有效

• 申請號: 201710129365.8
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106887856B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 付明志;王子馳;魏明;孟憲樂;姚穎;秦猛;柴娜;葛媛媛;劉易雄;高楠;郭英杰;彭朝德;禹錦繡
• 申請（專利權）人: 天津平高智能電氣有限公司;平高集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及三相不平衡調節控制方法、裝置及三相不平衡調節系統，通過采集的三相電流中最大電流相的電流和最小電流相的電流，得到三相電流不平衡度實際值，并將其送入電壓外環，與三相電流不平衡度給定值作差，經過電壓、電流閉環控制，及正負序dq/abc坐標變換，生成將三相電流中最大電流相向最小電流相進行有功功率補償的總調制波，調制后生成調整有功功率的控制信號。本發明按照負載需求情況將三相間的電能進行重新分配，進行不平衡線路間的電能快速轉換，實現配電變壓器輸出側三相不平衡的快速平滑調節。并且，本發明可以有效地降低配電線路的損耗、提高配電變壓器的出力及提高配電系統安全運行能力，從而改善用戶的供電質量。

技術領域

本發明屬于電力系統配電網自動化技術領域，具體涉及三相不平衡調節控制方法、裝置及三相不平衡調節系統。

背景技術

在電力系統中三相電流或電壓幅值的不一致，且幅值差超過規定范圍，稱為三相不平衡。低壓配電網主要是經10KV/0.4KV配電變壓器降壓供電的電壓網絡，由于配電網是三相與單相用戶混合用電網，因此電壓配電網常采用三相四線制線路供電。配電變壓器輸出側接三相低壓配電網的低壓交流母線，低壓交流母線經低壓配電開關分配出多條低壓出線。低壓出線結合配電網實際負載情況分為三相用電支線和單相用電支線，或三相與單相混合用電支線。其中，單相用電支線要根據單相負載情況分別分配到三相配電交流母線中的A、B、C三相中的某一項以及N線中，構成單相供電回路。當A、B、C三相中的單相負載不相等時，配電變壓器輸出就會產生三相不平衡現象。

配電網中三相不平衡的存在對配電網線路的正常運行產生很多危害，主要包括增加線路的電能損耗、增加配電變壓器的電能損耗、造成三相負載運行效率降低、影響用電設備安全運行、使配電變壓器中產生零序電流、降低用電設備的使用壽命、降低變壓器出力、增加配電網保護系統誤動作造成的斷電風險等，影響用戶的正常生產與生活用電需求。

而且，在接入單相用電負荷時，雖然供電部門按照將單相負荷均勻分配到A、B、C三相中，而實際情況是單相負荷具有用電時間不一致、用電負荷大小不相同等隨機性差異的特點，造成電壓配電網中配電變壓器供電運行過程中時刻存在不平衡現象。因此，低壓配電網中配電變壓器三相不平衡問題是低壓配電網改造與治理的必須要面對的關鍵問題之一。

現有技術中，對于三相不平衡的問題國內學者進行了很多研究，但仍然沒有完善的解決方案，目前，解決低壓配電網三相不平衡的主要方法包括：

第一，人工檢測調節負載法。即人工檢測單相負荷情況進行調節各項負載，該方法配電網工作人員根據日常的經驗，定期手動進行單相負載的平衡調節，首先需要投入大量的配電網工作人員以及工作時間，造成電網運行成本高等問題；其次，反復多次分合配電開關，存在降低開關使用壽命等問題；并且調節效果只能是階躍式分步量化調節，存在過調節或調節不足等情況，調節精度低。

第二，相間無功補償法。即在配電變壓器低壓側采用相間無功補償裝置，使用相間無功補償裝置只能在一定程度上改善配電變壓器輸出運行情況，不能在根本上解決三相負載不平衡在成的電能需求不平衡問題，并且采用無功補償會造成功率因數的變化，在實際應用中收到較大的限制，無法做到真正的有效調節。

第三，調相負荷開關調節法。即在用電負荷回路先串聯調相負荷開關，通過調相負荷開關重新調節負荷在A、B、C三相中的分配，達到調節負荷不平衡的目的。但是要實現負荷的調節，需要串聯多個調相負荷開關。若要實現精確的調節則需要很多個開關才能實現，增加了調節成本。此方法同樣存在調節效果只能是階躍式分步量化調節，存在過調節或調節不足等情況，調節精度低。除非串聯與線路中所有單相負載一樣多的調相負荷開關，才能實現精確調節，但這樣需要有一個很龐大的控制系統來控制調相負荷開關的調節運行，會導致總體成本的增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種三相不平衡調節控制方法、裝置及三相不平衡調節系統，用于解決低壓配電網配電變壓器輸出的三相不平衡問題，及現有技術中三相不平衡調節方法存在的調節精度低的問題。