[發明專利]一種補償不平衡電網負載的控制方法

有效

• 申請號: 201810324294.1
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108574293B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 張逢雪;牛學洲;王力;王會橋;李培;趙娜
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司菏澤供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

本發明公開了一種補償不平衡電網負載的控制方法，包括：1、采集電網側三相輸出電流，分析三相電流的大小；2、判斷三相電網負載是否運行于平衡狀態；3、三相電網負載嚴重不平衡時，投切補償裝置通過切換負載調節三相負載盡可能均勻分接至三相電網中；4、三相電網輕微不平衡時，采用階梯補償裝置消除三相負載電流的負序分量和零序分量，最終電網側電流達到三相平衡運行狀態。本發明在補償不平衡電網負載的過程中，降低了電網系統的成本，提高了電網系統運行于三相平衡狀態的穩定性，從而實現了三相電網系統的優化控制。

技術領域

本發明涉及三相不平衡電網領域，更具體地說是一種補償三相不平衡電網負載的控制方法。

背景技術

在三相四線制的城市居民和農網供電系統中，由于用電戶多為單相負載或單相和三相負載混用，并且負載大小不同，用電時間也不同。所以，電網中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無規律性，也無法事先預知，直接導致了供電系統中三相電網電壓的長期不平衡。三相不平衡會產生以下問題：(1)增加線路的電能損耗；(2)增加配電變壓器的電能損耗；(3)降低配電變壓器的輸出能力；(4)配電變壓器產生零序電流；(5)影響用電設備的安全運行。(6)電動機效率降低。(7)電壓合格率下降。

目前解決三相不平衡負載的技術方案，主要有以下三種：三相四線SVG改進算法、相間電容投切補償法和換相開關式動態負荷調度法。其中，(1)三相四線SVG改進算法具有安裝簡單，僅需按不平衡度及變壓器容量選定裝機額定容量的特點。但是并不能解決整個電網系統供電線路的不平衡問題，僅緩解了變壓器的三相輸出不平衡，供電系統仍運行在嚴重的不平衡狀態，不能解決供電線路的線損及由此造成的線路加速老化、單相線路過載跳閘、末端電壓低等問題；(2)相間電容投切補償法具有安裝簡單，造價低，而且只需在三相線路上部署數臺相間補償電容器(電抗或電阻)。但平衡效果差，造成整個電網系統供電嚴重過補，拉低功率因數，嚴重時可能導致中性線電流不但未減小反而增大；(3)換相開關式動態負荷調度法真正使整個電網系統運行于三相平衡狀態，供電網絡中的中性線電流顯著降低，變壓器及供電線路的損耗大大減小。由于主線電流的均衡及中性線電流的減小，末端電壓也獲得顯著的提升。電網系統的運行能效得到明顯的改善。但是成本稍高，安裝時工程量稍大。

因此，需要提供一種在既安裝簡單，造價低，且平衡效果好的控制方法。

發明內容

本發明是為了解決上述現有技術存在的不足之處，提出了一種補償三相不平衡電網負載的控制方法，以期能在補償不平衡電網負載的過程中，降低電網系統的成本，提高電網系統運行于三相平衡狀態的穩定性，從而實現三相電網系統的高效控制。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種補償不平衡電網負載的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、通過電流傳感器采集電網側三相輸出電流i_a、i_b、i_c；

步驟二、分析三相電流的大小，判斷三相電網負載是否運行于平衡狀態，具體為：

步驟2.1、根據(1)式獲得最大電流i_max、中間電流i_mid和最小電流i_min，

步驟2.2、比較三相負載電流的大小關系，當i_max≠i_mid≠i_min時，即三相負載電流不相等，認為三相電網負載處于不平衡狀態，當三相負載電流差值超過10％的不平衡狀態時，規定三相電網負載處于嚴重不平衡狀態，進入步驟三；三相負載電流差值未超過10％的不平衡狀態為輕微不平衡狀態，進入步驟四。

步驟三、三相電網負載嚴重不平衡時，投切補償裝置通過切換負載調節三相負載使得三相電網系統達到平衡運行狀態，具體為：