[發明專利]三相不平衡治理設備的控制方法、裝置和計算機設備

有效

• 申請號: 201811223439.5
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109245129B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 莫文雄;周凱;許中;欒樂;馬智遠;劉偉明;葉志峰;伍衡;李智寧
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 劉艷麗

本發明公開了一種三相不平衡治理設備的控制方法、裝置和計算機設備，其方法包括：采用δ?θ1控制的正序控制環進行三相不平衡設備的直流母線電壓穩定及無功功率的補償，采用φ?θ2控制的負序控制環進行三相負荷不平衡的補償，將所述正序控制與負序控制所得的正弦信號相疊加，得到調制波信號，進行調制控制。采用該技術方案分離正序控制和負序控制，消除了兩者之間的耦合，相比傳統方法具有更好的補償效果。

技術領域

本發明涉及電力電子控制領域，特別涉及一種三相不平衡治理設備的新型控制方法，尤其是一種正序控制環采用σ-θ控制，負序控制環采用Φ-θ控制的用于三相不平衡治理設備的控制方法、裝置和計算機設備。

背景技術

無功補償市場比較龐大，前幾十年主要集中在工業現場的無功補償，基本在工業現場屬于強制實施無功補償。常規的無功補償設備有無源補償、有源補償，同時可進行不平衡的補償。隨著經濟的發展，配電網的無功與不平衡問題凸顯，無功與不平衡問題，導致變壓器容量過大、不平衡嚴重，又由于配網傳輸半徑較大，線纜阻抗較大，無功與不平衡會體現到供電電壓質量上。嚴重影響配網的經濟安全運行，以及用戶的用電感受。

近幾年配電網的三相不平衡設備的使用越來越多。配電網因為上述的線纜阻抗問題，接入點的供電電壓同時存在著較為嚴重的三相不平衡。對不平衡設備的穩壓控制、無功補償和不平衡補償都引入一些影響。常規的三相不平衡設備采用雙環控制策略，母線穩壓、無功、不平衡補償都通過內環電流環來實現，三者之間存在耦合，在嚴苛的工況下，無功補償和不平衡補償不能同時達到較優的補償效果。

發明內容

基于此，本發明實施例的目的在于提供三相不平衡治理設備的控制方法，分離正序控制和負序控制，消除了兩者之間的耦合，相比傳統方法具有更好的補償效果。

本發明實施例提供的三相不平衡治理設備的控制方法，包括：

采樣負載電流與不平衡設備電流，提取負載與不平衡設備的正序無功電流，將所述負載的正序無功電流與不平衡設備的正序無功電流做差，經過PI調節器得到無功控制角度δ；采樣直流母線電壓，與母線電壓設定值做差，經過PI調節器得到穩壓有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制環進行三相不平衡設備的直流母線電壓穩定及無功功率的補償；

采樣不平衡設備輸出的交流電流與不平衡電流，將交流電流與不平衡電流做差，經過PI調節器得到調制比θ2；對所述不平衡電流的交流電流進行相位提取，得到不平衡電流補償的控制角度φ；采用φ-θ2控制的負序控制環進行三相負荷不平衡的補償。

可選地，將無功控制角度δ與穩壓有功控制角度θ1的信號經過正弦信號生成器；將調制比θ2與不平衡電流補償控制角度φ的信號經過另一正弦信號生成器；通過兩個所述正弦信號生成器后得到兩組正弦調制信號，將兩組正弦調制信號求和得到總正弦調制信號；將所述總正弦調制信號經過限幅進入SPWM調制單元，產生驅動脈沖進行無功和不平衡的補償。

可選地，三相不平衡設備的拓撲結構采用6只IGBT組成的三相半橋結構，分為三相，一相一個橋臂。

可選地，所述直流母線采用兩組分立的電解電容組成，電解電容的中點即為設備的N線，并網側采用單L的主電路方式。

可選地，三相不平衡設備接入到負載與電網之間，通過互感器檢測負載電流，設備輸出反相的無功和不平衡電流保證入網電流為正序有功電流。

可選地，提取負載電流的正序無功電流采用瞬時無功檢測算法，旋轉角度采用電網電壓的角度。

可選地，利用數字鎖相環方法，對所述不平衡電流的交流電流進行相位提取得到不平衡電流的控制角度φ。

還提供了三相不平衡治理設備的控制裝置，包括：