[發明專利]配變臺區三相不平衡的治理裝置及治理方法

在審

• 申請號: 202011471355.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112564141A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 于闖;郝文升;王寧寧;崔思瑤;湯博;趙婉寧
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 王翠

本發明是關于一種配變臺區三相不平衡的治理裝置及治理方法，其中治理裝置包括：控制板和IGBT單元，控制板包括：電流采集單元，用于采集變壓器出口側的電流數據和電流相位信息；主控單元，與電流采集單元連接，主控單元接收電流數據和電流相位信息，獲取計算數據和驅動信號；驅動單元，與主控單元電連接，驅動單元根據驅動信號控制IGBT單元工作；通訊單元，通訊單元的一端與主控單元電連接，通訊單元的另一端與單相新能源電源連接，通訊單元用于將計算數據和電流相位信息與單相新能源電源交互。治理裝置結構簡單，布局合理，能夠避免三相不平衡的現象產生，進而避免相關設備的損壞，提高相關設備的運行穩定性。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種配變臺區三相不平衡的治理裝置及治理方法。

背景技術

配電網同時涉及到供電側和用戶側，是最能體現電能質量好壞的環節，配電網的電壓等級較低，拓撲種類復雜，線路的饋線眾多，損耗占電力系統大部分電能損耗，如果不加以控制，會造成很大的經濟損失，同時伴隨著用戶用電的波動性以及隨機性，配電線路中的單相負荷呈現出明顯的波動性和隨機性，在絕大多數時間內，配電線路的三相負荷發生不平衡現象，導致三相電流甚至三相電壓的不平衡，當不平衡度高于標準要求時，會給配電系統帶來很多危害。

對于城市的用戶，超過90％的負荷都是單相負荷，某一相負荷快速增加或者減小，都會增加配電網三相不平衡，一旦三相不平衡程度加大，還會危害配電網的相關設備，輕微的不平衡會增加損耗但不會對系統產生危害，但是嚴重的不平衡會增大變壓器的損耗，導致變壓器勵磁電流增大，嚴重的時候可能會損壞變壓器，還會危害用戶和商戶的設備，造成經濟損失。

對于電網的三相不平衡問題，其治理方法有很多，從治理設備裝置來看，一般認為有三種類型：電容器投切型、換相開關型以及電力電子型。。

其中，電容器投切型的裝置在三相間增設若干補償電容在不同相位間進行對應轉換，通過對電容容量的調整和合理設置，對對應相位進行相應補償，從而實現對電網三相不平衡及無功問題的治理和調節。此類方法和裝置在進行不平衡調節時，可以兼顧線網的無功率補償，能夠有效的提高線網功率因素并控制耗損；但該方式在對功率因數較大的線網進行治理時，由于能使用的感性無功有效，因此治理效果不佳，只能適用于波動較小的情況，此外，由于此類裝置是利用電容器及其組合來實現功能，因此無法實現連續控制，而且有放大系統諧波的可能。

換向開關型的裝置一般由主控制器和換相開關等組成，該類裝置一般由主控制器和換相開關等組成，換相開關在負荷側對電網電流信號進行監控，并將信號傳輸給主控制器進行分析，在對應輸出換相策略，從而通過換相開關進行相應換相來控制各相電流或電壓幅值和相位，達到控制電網三相平衡的目的。此類治理方式最大的優勢就是能夠直接對各相的電壓或電流進行對應轉換調節，從根源上解決各相不平衡的問題，以最小的代價實現更高效率的控制，對負荷比較集中的線網治理效果更為明顯；但該類方式涉及的設備較多、線路也較為復雜，而且控制的效率也會受到信號傳輸距離和質量的影響，且調整幅度較大不適合小范圍修正。

電力電子型類裝置一般根據所監測到的各相電流進行對應計算，得到負序、無功及諧波電流的實際情況，再利用相應的電力電子開關，使用空間矢量脈寬調制信號控制這些開關的行為，從而實現對前述電流進行對應補償，對線網不平衡進行治理，常見的裝置有APF、SVG等。此類方式可以實現實時的連續調節，從而實現對于電網不平衡的高效治理；但該類裝置通常設置在低壓系統中的出口側，因此對于電網支路的不平衡問題處理能力有限，而且該類設備成本相對較高、使用耗損較大。

因此，有必要開發一種配變臺區三相不平衡的治理裝置及治理方法，治理裝置結構簡單，布局合理，能夠避免三相不平衡的現象產生，進而避免相關設備的損壞，提高相關設備的運行穩定性。

發明內容

本發明旨在解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

為此本發明提出了一種配變臺區三相不平衡的治理裝置及治理方法。