[發明專利]一種綜合性提高電能質量的方法

在審

• 申請號: 201910406346.4
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN111262259A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 魏孟剛;燕翚;朱寧輝;李艷軍;張彬;劉道民;李蘭芳;賀春;王宇紅
• 申請（專利權）人: 中電普瑞科技有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/18;H02J3/01;H02J13/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明公開了一種綜合性提高電能質量的方法，所述方法綜合了換相開關切換模塊和VSC調節模塊，充分發揮了換相開關和VSC各自的技術優勢，實現了優勢互補、協調運行的目的，該方法能夠治理配網低壓臺區三相不平衡電流、諧波電流、無功電流、電壓偏差等多種穩態電能質量問題。

技術領域

本發明涉及一種綜合性提高電能質量的方法，可用于治理配網低壓臺區低電壓、諧波、三相不平衡等問題。

背景技術

現今，我國農村的低壓配電網規模、線路長度、以及400V/220V低壓線路都是和廣大用戶零距離接觸。隨著農村經濟的發展和家電下鄉政策的發展，各種大功率家用電器出現在農民的家中，農村的用電量迅速增加。農村配送區經常出現以下的運行狀況：農村農民工的農業生產和流動性，造成農村電網的大負荷波動；遠離變電站、重負荷的終端電壓較低，當變電站的電壓調節、電壓過高時，輕負荷過高，就會燒毀設備；某些區域有許多小水電站，雨季400V線路電壓太高，嚴重的相電壓可以達到295v，這可能會導致用戶設備損壞；在低壓三相四線制供電系統中，由于用戶的單相負載或單相和三相負荷和負荷結構，大小的時間和功率是不同的，因此，三相負載不平衡的情況存在，提高變壓器的功率損耗的影響，嚴重時會燒毀配電變壓器；非線性負載的快速增長使得諧波問題出現，這對低壓電網無功補償裝置的安全運行構成了巨大的威脅。

此外，近年來，隨著光伏扶貧、電能替代、返鄉創業等政策和項目的廣泛推進，進一步加劇三相電網的用電不平衡問題，并向電網注入大量高次諧波電流，加重臺區電壓畸變。當大量的扶貧光伏接入配網時，可能會改變配網的功率潮流，導致供電末端電壓偏高的問題。因此，配網低壓臺區電能質量問題往往是多因素并存的，且相互影響，在電能質量治理時需要多措并舉才能實現優質供電的目的。

隨著上述運行狀況的出現，低壓配電網存在著功率因數低、三相不平衡、電壓不合格、諧波等問題，影響了供電質量。目前，一般電能治理方法功能單一，調節精度差，不能解決電能質量問題，影響設備的安全性，都是單獨地采用低壓有源電力濾波器來治理諧波、采用低壓靜止無功發生器來治理無功補償、采用低電壓治理裝置來治理低電壓，缺少一種綜合性的能夠起到治理諧波、功率因數低、三相不平衡及低電壓的綜合性提高電能質量的方法。

發明內容

考慮到以上提及的挑戰和困難，本專利提出一種綜合性提高電能質量的方法，所述綜合性提高電能質量的方法，包括以下步驟：

(1)：在配電變壓器低壓側設置電能質量綜合控制器采集臺區電流互感器的電流信號；

(2)在配電變壓器低壓側的輸出相設置三相四線制電壓源換流器VSC，且三相四線制電壓源換流器VSC接收電能質量綜合控制器的控制進行無功電流、諧波電流和不平衡電流的綜合補償；

(3)在負載和配電變壓器低壓側之間設置換相開關，且換相開關接收電能質量綜合控制器的控制按照換相流程執行換相操作，實現用戶負荷相序調整、配電臺區三相負荷均衡分配；

所述電能質量綜合控制器由換相開關切換模塊和VSC調節模塊兩部分組成，且換相開關切換模塊和VSC調節模塊同時監控采集臺區電流互感器的輸出信號。

所述步驟(2)中所述三相四線制電壓源換流器VSC接收電能質量綜合控制器的控制由VSC調節模塊執行，其包括以下步驟：

(1)VSC調節模塊采集配電變壓器低壓側三相電流值；

(2)將abc坐標系下的三相交流量變換為dq坐標系下的兩軸直流量；

(3)將直流信號與變換后有功信號id相比較作為有功通道控制信號id*來穩定直流電壓；

(4)將交流側母線電壓有效值信號與變換后無功信號iq相比較作為無功通道控制信號iq*；