配电网三相电压不平衡的有源抑制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网三相电压不平衡的有源抑制方法及装置，包括以下步骤：采集配电网三相电压和中性点电压，判断配电网是否发生三相电压不平衡；如果发生三相电压不平衡，则向中性点注入电流，根据遍历最优注入电流的方法，调整注入电流的相位和幅值，确定使中性点电压最低的最优注入电流；将最优注入电流作为参考电流，通过闭环反馈控制方法，与实际注入电流进行比较计算，得到最终的注入电流；生成脉冲信号，注入中性点，使中性点电压为零，消除配电网三相电压不平衡。本发明专利技术实施例提供的方法及装置可以迅速、准确地检测配电网的动态变化，实现三相电压不平衡的实时补偿，而补偿过程不受配电网的对地参数的影响，补偿精度更高。

【技术实现步骤摘要】
配电网三相电压不平衡的有源抑制方法及装置
本专利技术涉及配电网自动化领域，尤其涉及一种配电网三相电压不平衡的有源抑制方法及装置。
技术介绍
配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力系统中起到分配电能的作用。由于我国配电网惯行的接地方式、线路架设方法，及线路中电压互感器的不对称布置，使得我国配电网长期存在三相对地参数不对称的情况，容易引发三相电压不平衡。三相电压不平衡会给电力系统及用户带来一系列的危害，比如：降低配电变压器的出力，危及变压器的安全与寿命；增加电动机和输电线路的损耗；影响用电设备尤其是单相负荷的正常运行；危及电网绝缘，并给故障检测带来困难，容易导致保护装置误动作等。一旦在三相电压不平衡的情况下发生接地故障，还可能导致系统进入谐振状态，使中性点电压迅速增大，导致供电设备无法正常工作，影响配电系统供电可靠性。目前，现有的国内外配电网三相电压不平衡的治理方法，包括：采用手动或自动投切电容器组和电抗器组来实现，通过在线路投入电容器组或电抗器组，补偿对地参数不平衡，但实际配电网运行方式多变，对地参数难以测量。而在中性点经消弧线圈接地系统中，为防止消弧线圈与线路对地电容发生谐振，产生更大的三相电压不平衡，一般采用消弧线圈串联或并联合适大小的电阻接地，增加了消弧线圈补偿回路的电网阻尼率，以抑制中性点电压。但是，上述方法难以迅速、准确地跟踪配电网的动态变化，实现不平衡过电压的实时补偿，补偿精度有限；且配电网对地参数难以测量，使抑制三相电压不平衡的速度和精度存在局限性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种配电网三相电压不平衡的有源抑制方法及装置，以解决现有的方法难以迅速、准确地跟踪配电网的动态变化，实现不平衡过电压的实时补偿，补偿精度有限；且配电网对地参数难以测量，使抑制三相电压不平衡的速度和精度存在局限性的问题。第一方面，本专利技术提供了一种配电网三相电压不平衡的有源抑制方法，所述方法包括以下步骤：采集配电网三相电压和中性点电压，根据所述中性点电压与所述配电网三相电压的大小关系，判断所述配电网是否发生三相电压不平衡；如果所述配电网发生三相电压不平衡，则向发生所述三相电压不平衡的配电网中性点注入电流，根据遍历最优注入电流的方法，调整所述注入电流的相位和幅值，确定使所述中性点电压最低的最优注入电流；将所述最优注入电流作为参考电流，通过闭环反馈控制方法，与实际注入电流进行比较计算，得到最终的注入电流；根据所述最终的注入电流，生成脉冲信号，产生脉冲电压，所述脉冲电压经过处理后注入中性点，使所述中性点电压为零，消除所述配电网三相电压不平衡。可选的，所述根据中性点电压与所述配电网三相电压的大小关系，判断所述配电网是否发生三相电压不平衡的过程，包括以下步骤：如果所述中性点电压大于所述配电网三相电压的5％，则判断所述配电网发生三相电压不平衡；如果所述中性点电压小于或等于所述配电网三相电压的5％，则判断所述配电网未发生三相电压不平衡。可选的，所述遍历最优注入电流的方法，包括以下步骤：连续采集中性点电压，以一非零的所述注入电流的幅值为基准幅值，改变所述注入电流的相位；遍历所述中性点电压集，如果所述中性点电压集中存在中性点电压的最小值，则确定所述中性点电压最小值对应的所述注入电流的相位为最优相位；以所述最优相位为基准相位，改变所述注入电流的幅值；遍历所述中性点电压集，如果所述中性点电压集中存在中性点电压的最小值，则确定所述中性点电压最小值对应的所述注入电流的幅值为最优幅值；根据所述最优相位和所述最优幅值，得到所述最优注入电流。可选的，所述闭环反馈控制方法，包括以下步骤：采集中性点电压和注入所述中性点的实际注入电流；对所述实际注入电流进行控制和转换处理，得到闭环反馈控制传递函数；获取闭环反馈控制传递函数的输出电压，对所述中性点电压和所述输出电压依次进行正反馈卷积计算和积分计算，得到计算结果；以所述最优注入电流为参考电流，控制所述计算结果与所述参考电流相等，得到所述最终的注入电流；其中，所述计算结果为对所述实际注入电流进行计算的结果。可选的，所述对中性点电压和所述输出电压依次进行正反馈卷积计算和积分计算，得到计算结果的过程，包括以下步骤：根据所述闭环反馈控制传递函数，对所述中性点电压和所述输出电压进行正反馈卷积计算，得到正反馈卷积结果；根据所述正反馈卷积结果，进行电感积分计算，得到实时电流值；对所述实时电流值和所述实际注入电流进行卷积计算，得到卷积计算结果；根据所述卷积计算结果，进行电容积分计算，得到积分计算值；将所述中性点电压带入所述积分计算值，依次进行等效电阻逆运算、等效电容微分计算和等效电感积分计算，得到计算结果。第二方面，本专利技术还提供了一种配电网三相电压不平衡的有源抑制装置，所述装置包括用于执行第一方面各种实现方式中方法步骤的模块：采样判断模块，用于采集所述配电网三相电压和中性点电压，根据所述中性点电压与所述配电网三相电压的大小关系，判断所述配电网是否发生三相电压不平衡；信号处理模块，用于如果所述配电网发生三相电压不平衡，则向发生所述三相电压不平衡的配电网中性点注入电流，根据遍历最优注入电流的方法，调整所述注入电流的相位和幅值，确定使所述中性点电压最低的最优注入电流；比较计算模块，用于将所述最优注入电流作为参考电流，通过闭环反馈控制方法，与实际注入电流进行比较计算，得到最终的注入电流；电流注入模块，用于根据所述最终的注入电流，生成脉冲信号，产生脉冲电压，所述脉冲电压经过处理后注入中性点，使所述中性点电压为零，消除所述配电网三相电压不平衡。可选的，所述采样判断模块包括：第一判断模块，用于如果所述中性点电压大于所述配电网三相电压的5％，则判断所述配电网发生三相电压不平衡；第二判断模块，用于如果所述中性点电压小于或等于所述配电网三相电压的5％，则判断所述配电网未发生三相电压不平衡。可选的，所述信号处理模块包括：相位改变模块，用于连续采集中性点电压，以一非零的所述注入电流的幅值为基准幅值，改变所述注入电流的相位；最优相位确定模块，用于遍历所述中性点电压集，如果所述中性点电压集中存在中性点电压的最小值，则确定所述中性点电压最小值对应的所述注入电流的相位为最优相位；幅值改变模块，用于以所述最优相位为基准相位，改变所述注入电流的幅值；最优幅值确定模块，用于遍历所述中性点电压集，如果所述中性点电压集中存在中性点电压的最小值，则确定所述中性点电压最小值对应的所述注入电流的幅值为最优幅值；最优注入电流确定模块，用于根据所述最优相位和所述最优幅值，得到所述最优注入电流。可选的，所述比较计算模块包括：信号采集模块，用于采集中性点电压和注入所述中性点的实际注入电流；传递函数确定模块，用于对所述实际注入电流进行控制和转换处理，得到闭环反馈控制传递函数；数据计算模块，用于获取闭环反馈控制传递函数的输出电压，对所述中性点电压和所述输出电压依次进行正反馈卷积计算和积分计算，得到计算结果；数据比较模块，用于以所述最优注入电流为参考电流，控制所述计算结果与所述参考电流相等，得到所述最终的注入电流；其中，所述计算结果为对所述实际注入电流进行计算的结果。可选的，所述数据计算模块包括：正反馈卷积计算模块，用于根据所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网三相电压不平衡的有源抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采集配电网三相电压和中性点电压，根据所述中性点电压与所述配电网三相电压的大小关系，判断所述配电网是否发生三相电压不平衡；如果所述配电网发生三相电压不平衡，则向发生所述三相电压不平衡的配电网中性点注入电流，根据遍历最优注入电流的方法，调整所述注入电流的相位和幅值，确定使所述中性点电压最低的最优注入电流；将所述最优注入电流作为参考电流，通过闭环反馈控制方法，与实际注入电流进行比较计算，得到最终的注入电流；根据所述最终的注入电流，生成脉冲信号，产生脉冲电压，所述脉冲电压经过处理后注入中性点，使所述中性点电压为零，消除所述配电网三相电压不平衡。

【技术特征摘要】
1.一种配电网三相电压不平衡的有源抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采集配电网三相电压和中性点电压，根据所述中性点电压与所述配电网三相电压的大小关系，判断所述配电网是否发生三相电压不平衡；如果所述配电网发生三相电压不平衡，则向发生所述三相电压不平衡的配电网中性点注入电流，根据遍历最优注入电流的方法，调整所述注入电流的相位和幅值，确定使所述中性点电压最低的最优注入电流；将所述最优注入电流作为参考电流，通过闭环反馈控制方法，与实际注入电流进行比较计算，得到最终的注入电流；根据所述最终的注入电流，生成脉冲信号，产生脉冲电压，所述脉冲电压经过处理后注入中性点，使所述中性点电压为零，消除所述配电网三相电压不平衡。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据中性点电压与所述配电网三相电压的大小关系，判断所述配电网是否发生三相电压不平衡的过程，包括以下步骤：如果所述中性点电压大于所述配电网三相电压的5％，则判断所述配电网发生三相电压不平衡；如果所述中性点电压小于或等于所述配电网三相电压的5％，则判断所述配电网未发生三相电压不平衡。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述遍历最优注入电流的方法，包括以下步骤：连续采集中性点电压，以一非零的所述注入电流的幅值为基准幅值，改变所述注入电流的相位；遍历所述中性点电压集，如果所述中性点电压集中存在中性点电压的最小值，则确定所述中性点电压最小值对应的所述注入电流的相位为最优相位；以所述最优相位为基准相位，改变所述注入电流的幅值；遍历所述中性点电压集，如果所述中性点电压集中存在中性点电压的最小值，则确定所述中性点电压最小值对应的所述注入电流的幅值为最优幅值；根据所述最优相位和所述最优幅值，得到所述最优注入电流。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述闭环反馈控制方法，包括以下步骤：采集中性点电压和注入所述中性点的实际注入电流；对所述实际注入电流进行控制和转换处理，得到闭环反馈控制传递函数；获取闭环反馈控制传递函数的输出电压，对所述中性点电压和所述输出电压依次进行正反馈卷积计算和积分计算，得到计算结果；以所述最优注入电流为参考电流，控制所述计算结果与所述参考电流相等，得到所述最终的注入电流；其中，所述计算结果为对所述实际注入电流进行计算的结果。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对中性点电压和所述输出电压依次进行正反馈卷积计算和积分计算，得到计算结果的过程，包括以下步骤：根据所述闭环反馈控制传递函数，对所述中性点电压和所述输出电压进行正反馈卷积计算，得到正反馈卷积结果；根据所述正反馈卷积结果，进行电感积分计算，得到实时电流值；对所述实时电流值和所述实际注入电流进行卷积计算，得到卷积计算结果；根据所述卷积计算结果，进行电容积分计算，得到积分计算值；将所述中性点电压带入所述积分计算值，依次进行等效电阻逆运算、等效电容微分计算和等效电感积分计算，得到计算结果。6.一种配电网三相电压不平衡的有源抑制装置，其特征在于，包括：采样判断模块，用于采集所述配电网三...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈鑫，张林山，翟少磊，王昕，刘柱揆，闫永梅，马红升，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53