配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術公開了一種配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制方法及裝置，包括以下步驟：采集配電網(wǎng)三相電壓和中性點電壓，判斷配電網(wǎng)是否發(fā)生三相電壓不平衡；如果發(fā)生三相電壓不平衡，則向中性點注入電流，根據(jù)遍歷最優(yōu)注入電流的方法，調整注入電流的相位和幅值，確定使中性點電壓最低的最優(yōu)注入電流；將最優(yōu)注入電流作為參考電流，通過閉環(huán)反饋控制方法，與實際注入電流進行比較計算，得到最終的注入電流；生成脈沖信號，注入中性點，使中性點電壓為零，消除配電網(wǎng)三相電壓不平衡。本發(fā)明專利技術實施例提供的方法及裝置可以迅速、準確地檢測配電網(wǎng)的動態(tài)變化，實現(xiàn)三相電壓不平衡的實時補償，而補償過程不受配電網(wǎng)的對地參數(shù)的影響，補償精度更高。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制方法及裝置
本專利技術涉及配電網(wǎng)自動化領域，尤其涉及一種配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制方法及裝置。
技術介紹
配電網(wǎng)是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償器及一些附屬設施等組成的，在電力系統(tǒng)中起到分配電能的作用。由于我國配電網(wǎng)慣行的接地方式、線路架設方法，及線路中電壓互感器的不對稱布置，使得我國配電網(wǎng)長期存在三相對地參數(shù)不對稱的情況，容易引發(fā)三相電壓不平衡。三相電壓不平衡會給電力系統(tǒng)及用戶帶來一系列的危害，比如：降低配電變壓器的出力，危及變壓器的安全與壽命；增加電動機和輸電線路的損耗；影響用電設備尤其是單相負荷的正常運行；危及電網(wǎng)絕緣，并給故障檢測帶來困難，容易導致保護裝置誤動作等。一旦在三相電壓不平衡的情況下發(fā)生接地故障，還可能導致系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)，使中性點電壓迅速增大，導致供電設備無法正常工作，影響配電系統(tǒng)供電可靠性。目前，現(xiàn)有的國內外配電網(wǎng)三相電壓不平衡的治理方法，包括：采用手動或自動投切電容器組和電抗器組來實現(xiàn)，通過在線路投入電容器組或電抗器組，補償對地參數(shù)不平衡，但實際配電網(wǎng)運行方式多變，對地參數(shù)難以測量。而在中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，為防止消弧線圈與線路對地電容發(fā)生諧振，產(chǎn)生更大的三相電壓不平衡，一般采用消弧線圈串聯(lián)或并聯(lián)合適大小的電阻接地，增加了消弧線圈補償回路的電網(wǎng)阻尼率，以抑制中性點電壓。但是，上述方法難以迅速、準確地跟蹤配電網(wǎng)的動態(tài)變化，實現(xiàn)不平衡過電壓的實時補償，補償精度有限；且配電網(wǎng)對地參數(shù)難以測量，使抑制三相電壓不平衡的速度和精度存在局限性。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供了一種配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制方法及裝置，以解決現(xiàn)有的方法難以迅速、準確地跟蹤配電網(wǎng)的動態(tài)變化，實現(xiàn)不平衡過電壓的實時補償，補償精度有限；且配電網(wǎng)對地參數(shù)難以測量，使抑制三相電壓不平衡的速度和精度存在局限性的問題。第一方面，本專利技術提供了一種配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制方法，所述方法包括以下步驟：采集配電網(wǎng)三相電壓和中性點電壓，根據(jù)所述中性點電壓與所述配電網(wǎng)三相電壓的大小關系，判斷所述配電網(wǎng)是否發(fā)生三相電壓不平衡；如果所述配電網(wǎng)發(fā)生三相電壓不平衡，則向發(fā)生所述三相電壓不平衡的配電網(wǎng)中性點注入電流，根據(jù)遍歷最優(yōu)注入電流的方法，調整所述注入電流的相位和幅值，確定使所述中性點電壓最低的最優(yōu)注入電流；將所述最優(yōu)注入電流作為參考電流，通過閉環(huán)反饋控制方法，與實際注入電流進行比較計算，得到最終的注入電流；根據(jù)所述最終的注入電流，生成脈沖信號，產(chǎn)生脈沖電壓，所述脈沖電壓經(jīng)過處理后注入中性點，使所述中性點電壓為零，消除所述配電網(wǎng)三相電壓不平衡。可選的，所述根據(jù)中性點電壓與所述配電網(wǎng)三相電壓的大小關系，判斷所述配電網(wǎng)是否發(fā)生三相電壓不平衡的過程，包括以下步驟：如果所述中性點電壓大于所述配電網(wǎng)三相電壓的5％，則判斷所述配電網(wǎng)發(fā)生三相電壓不平衡；如果所述中性點電壓小于或等于所述配電網(wǎng)三相電壓的5％，則判斷所述配電網(wǎng)未發(fā)生三相電壓不平衡。可選的，所述遍歷最優(yōu)注入電流的方法，包括以下步驟：連續(xù)采集中性點電壓，以一非零的所述注入電流的幅值為基準幅值，改變所述注入電流的相位；遍歷所述中性點電壓集，如果所述中性點電壓集中存在中性點電壓的最小值，則確定所述中性點電壓最小值對應的所述注入電流的相位為最優(yōu)相位；以所述最優(yōu)相位為基準相位，改變所述注入電流的幅值；遍歷所述中性點電壓集，如果所述中性點電壓集中存在中性點電壓的最小值，則確定所述中性點電壓最小值對應的所述注入電流的幅值為最優(yōu)幅值；根據(jù)所述最優(yōu)相位和所述最優(yōu)幅值，得到所述最優(yōu)注入電流。可選的，所述閉環(huán)反饋控制方法，包括以下步驟：采集中性點電壓和注入所述中性點的實際注入電流；對所述實際注入電流進行控制和轉換處理，得到閉環(huán)反饋控制傳遞函數(shù)；獲取閉環(huán)反饋控制傳遞函數(shù)的輸出電壓，對所述中性點電壓和所述輸出電壓依次進行正反饋卷積計算和積分計算，得到計算結果；以所述最優(yōu)注入電流為參考電流，控制所述計算結果與所述參考電流相等，得到所述最終的注入電流；其中，所述計算結果為對所述實際注入電流進行計算的結果。可選的，所述對中性點電壓和所述輸出電壓依次進行正反饋卷積計算和積分計算，得到計算結果的過程，包括以下步驟：根據(jù)所述閉環(huán)反饋控制傳遞函數(shù)，對所述中性點電壓和所述輸出電壓進行正反饋卷積計算，得到正反饋卷積結果；根據(jù)所述正反饋卷積結果，進行電感積分計算，得到實時電流值；對所述實時電流值和所述實際注入電流進行卷積計算，得到卷積計算結果；根據(jù)所述卷積計算結果，進行電容積分計算，得到積分計算值；將所述中性點電壓帶入所述積分計算值，依次進行等效電阻逆運算、等效電容微分計算和等效電感積分計算，得到計算結果。第二方面，本專利技術還提供了一種配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制裝置，所述裝置包括用于執(zhí)行第一方面各種實現(xiàn)方式中方法步驟的模塊：采樣判斷模塊，用于采集所述配電網(wǎng)三相電壓和中性點電壓，根據(jù)所述中性點電壓與所述配電網(wǎng)三相電壓的大小關系，判斷所述配電網(wǎng)是否發(fā)生三相電壓不平衡；信號處理模塊，用于如果所述配電網(wǎng)發(fā)生三相電壓不平衡，則向發(fā)生所述三相電壓不平衡的配電網(wǎng)中性點注入電流，根據(jù)遍歷最優(yōu)注入電流的方法，調整所述注入電流的相位和幅值，確定使所述中性點電壓最低的最優(yōu)注入電流；比較計算模塊，用于將所述最優(yōu)注入電流作為參考電流，通過閉環(huán)反饋控制方法，與實際注入電流進行比較計算，得到最終的注入電流；電流注入模塊，用于根據(jù)所述最終的注入電流，生成脈沖信號，產(chǎn)生脈沖電壓，所述脈沖電壓經(jīng)過處理后注入中性點，使所述中性點電壓為零，消除所述配電網(wǎng)三相電壓不平衡。可選的，所述采樣判斷模塊包括：第一判斷模塊，用于如果所述中性點電壓大于所述配電網(wǎng)三相電壓的5％，則判斷所述配電網(wǎng)發(fā)生三相電壓不平衡；第二判斷模塊，用于如果所述中性點電壓小于或等于所述配電網(wǎng)三相電壓的5％，則判斷所述配電網(wǎng)未發(fā)生三相電壓不平衡。可選的，所述信號處理模塊包括：相位改變模塊，用于連續(xù)采集中性點電壓，以一非零的所述注入電流的幅值為基準幅值，改變所述注入電流的相位；最優(yōu)相位確定模塊，用于遍歷所述中性點電壓集，如果所述中性點電壓集中存在中性點電壓的最小值，則確定所述中性點電壓最小值對應的所述注入電流的相位為最優(yōu)相位；幅值改變模塊，用于以所述最優(yōu)相位為基準相位，改變所述注入電流的幅值；最優(yōu)幅值確定模塊，用于遍歷所述中性點電壓集，如果所述中性點電壓集中存在中性點電壓的最小值，則確定所述中性點電壓最小值對應的所述注入電流的幅值為最優(yōu)幅值；最優(yōu)注入電流確定模塊，用于根據(jù)所述最優(yōu)相位和所述最優(yōu)幅值，得到所述最優(yōu)注入電流。可選的，所述比較計算模塊包括：信號采集模塊，用于采集中性點電壓和注入所述中性點的實際注入電流；傳遞函數(shù)確定模塊，用于對所述實際注入電流進行控制和轉換處理，得到閉環(huán)反饋控制傳遞函數(shù)；數(shù)據(jù)計算模塊，用于獲取閉環(huán)反饋控制傳遞函數(shù)的輸出電壓，對所述中性點電壓和所述輸出電壓依次進行正反饋卷積計算和積分計算，得到計算結果；數(shù)據(jù)比較模塊，用于以所述最優(yōu)注入電流為參考電流，控制所述計算結果與所述參考電流相等，得到所述最終的注入電流；其中，所述計算結果為對所述實際注入電流進行計算的結果。可選的，所述數(shù)據(jù)計算模塊包括：正反饋卷積計算模塊，用于根據(jù)所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：采集配電網(wǎng)三相電壓和中性點電壓，根據(jù)所述中性點電壓與所述配電網(wǎng)三相電壓的大小關系，判斷所述配電網(wǎng)是否發(fā)生三相電壓不平衡；如果所述配電網(wǎng)發(fā)生三相電壓不平衡，則向發(fā)生所述三相電壓不平衡的配電網(wǎng)中性點注入電流，根據(jù)遍歷最優(yōu)注入電流的方法，調整所述注入電流的相位和幅值，確定使所述中性點電壓最低的最優(yōu)注入電流；將所述最優(yōu)注入電流作為參考電流，通過閉環(huán)反饋控制方法，與實際注入電流進行比較計算，得到最終的注入電流；根據(jù)所述最終的注入電流，生成脈沖信號，產(chǎn)生脈沖電壓，所述脈沖電壓經(jīng)過處理后注入中性點，使所述中性點電壓為零，消除所述配電網(wǎng)三相電壓不平衡。

【技術特征摘要】
1.一種配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：采集配電網(wǎng)三相電壓和中性點電壓，根據(jù)所述中性點電壓與所述配電網(wǎng)三相電壓的大小關系，判斷所述配電網(wǎng)是否發(fā)生三相電壓不平衡；如果所述配電網(wǎng)發(fā)生三相電壓不平衡，則向發(fā)生所述三相電壓不平衡的配電網(wǎng)中性點注入電流，根據(jù)遍歷最優(yōu)注入電流的方法，調整所述注入電流的相位和幅值，確定使所述中性點電壓最低的最優(yōu)注入電流；將所述最優(yōu)注入電流作為參考電流，通過閉環(huán)反饋控制方法，與實際注入電流進行比較計算，得到最終的注入電流；根據(jù)所述最終的注入電流，生成脈沖信號，產(chǎn)生脈沖電壓，所述脈沖電壓經(jīng)過處理后注入中性點，使所述中性點電壓為零，消除所述配電網(wǎng)三相電壓不平衡。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)中性點電壓與所述配電網(wǎng)三相電壓的大小關系，判斷所述配電網(wǎng)是否發(fā)生三相電壓不平衡的過程，包括以下步驟：如果所述中性點電壓大于所述配電網(wǎng)三相電壓的5％，則判斷所述配電網(wǎng)發(fā)生三相電壓不平衡；如果所述中性點電壓小于或等于所述配電網(wǎng)三相電壓的5％，則判斷所述配電網(wǎng)未發(fā)生三相電壓不平衡。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述遍歷最優(yōu)注入電流的方法，包括以下步驟：連續(xù)采集中性點電壓，以一非零的所述注入電流的幅值為基準幅值，改變所述注入電流的相位；遍歷所述中性點電壓集，如果所述中性點電壓集中存在中性點電壓的最小值，則確定所述中性點電壓最小值對應的所述注入電流的相位為最優(yōu)相位；以所述最優(yōu)相位為基準相位，改變所述注入電流的幅值；遍歷所述中性點電壓集，如果所述中性點電壓集中存在中性點電壓的最小值，則確定所述中性點電壓最小值對應的所述注入電流的幅值為最優(yōu)幅值；根據(jù)所述最優(yōu)相位和所述最優(yōu)幅值，得到所述最優(yōu)注入電流。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述閉環(huán)反饋控制方法，包括以下步驟：采集中性點電壓和注入所述中性點的實際注入電流；對所述實際注入電流進行控制和轉換處理，得到閉環(huán)反饋控制傳遞函數(shù)；獲取閉環(huán)反饋控制傳遞函數(shù)的輸出電壓，對所述中性點電壓和所述輸出電壓依次進行正反饋卷積計算和積分計算，得到計算結果；以所述最優(yōu)注入電流為參考電流，控制所述計算結果與所述參考電流相等，得到所述最終的注入電流；其中，所述計算結果為對所述實際注入電流進行計算的結果。5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對中性點電壓和所述輸出電壓依次進行正反饋卷積計算和積分計算，得到計算結果的過程，包括以下步驟：根據(jù)所述閉環(huán)反饋控制傳遞函數(shù)，對所述中性點電壓和所述輸出電壓進行正反饋卷積計算，得到正反饋卷積結果；根據(jù)所述正反饋卷積結果，進行電感積分計算，得到實時電流值；對所述實時電流值和所述實際注入電流進行卷積計算，得到卷積計算結果；根據(jù)所述卷積計算結果，進行電容積分計算，得到積分計算值；將所述中性點電壓帶入所述積分計算值，依次進行等效電阻逆運算、等效電容微分計算和等效電感積分計算，得到計算結果。6.一種配電網(wǎng)三相電壓不平衡的有源抑制裝置，其特征在于，包括：采樣判斷模塊，用于采集所述配電網(wǎng)三...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：沈鑫，張林山，翟少磊，王昕，劉柱揆，閆永梅，馬紅升，
申請(專利權)人：云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：云南,53