本发明专利技术涉及三相电网相间不平衡治理电路、治理系统及治理方法，包括三个网侧电感(L1，L2和L3)、三个逆变电感(L4，L5和L6)、三相全波电路、电容组(C4，C5)，三个网侧电感的一端分别与三相电网A、B、C连接，三个网侧电感另一端分别与三个逆变电感对应连接，三个网侧电感的另一端分别与三相全波电路的逆变输出侧连接；电感器L1与电感器L4的连接点、电感器L2与电感器L5的连接点、电感器L3与电感器L6的连接点均连接有滤波电路，滤波电路的另一端连接于电网N线，电容组的中点与电网N线连接。解决了采用无源器件的补偿方式无法实现线性补偿的技术问题。本发明专利技术能治理三相不平衡，降低三相不平衡度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农村供电系统电能质量的改善，具体涉及一种治理三相电网相间不平衡的电网户外柱上装置。
技术介绍
电网系统多为低压三相四线制供电，电网负荷多为单相负载、负荷分布不均衡、以及用电时间存在差异性，使得三相负荷不平衡，N线存在较大的电流，造成电网系统线损率高；三相不平衡引起变压器损耗增大，发热严重，变压器损坏严重，同时三相不平衡也降低了变压器的出力，严重影响了电网系统供电质量以及电网供电的安全性。现有技术多数是使用三相电力电容器或者由三个单相电容器构成的三相电力电容器来补偿电力系统的无功功率。中国专利号为200510045751.6，名称为:“高效补偿三相不平衡负荷和无功功率的装置”采用Λ接法的补偿器(电容器或者电抗器)或用同一组Y接法的补偿器件，通过由功率控制器控制的单相开关使它们实现既能把它们同时加在各相上，也能加在不同的各相与各相之间或者各相与零线之间，即能用做三相共补，也能用做单相补偿，也能实现有功功率的平衡；中国专利号为201410330635.8，名称为:“一种有功功率平衡调节及无功补偿的装置”，无功共补智能电容器和Α、B、C相分补无功补偿智能电容器，通过设置AB线有功平衡调节智能电容器Cab、BC线有功平衡调节智能电容器Cbc、CA线有功平衡调节智能电容器Cca，实现有功功率的平衡。现有技术也有采用有源器件构成的三相不平衡装置。中国专利号为201310224032.5，名称为:“一种负载不平衡补偿系统”采用DSP+FPGA控制架构的一种有源型负载不平衡补偿系统，虽说是详细描述了方法和实现过程，但是上述专利中都并未采用有效方法治理由于高频开关谐波对电网造成的电磁干扰污染，而且未处理与电网发生谐振的可能性，无法在电网电力系统应用。现有技术通过无源器件，通过开关投切，组合的方式实现功率的平衡调节，但是以上方法存在阶梯型补偿的问题，而且会存在过补偿或者欠补偿，只能降低三相有功的平衡度，无法实现线性补偿，无法根本解决三相不平衡问题；而且采用开关投切组合的方式，尤其在电网系统中，负载波动非常频繁，将导致开关频繁地投切工作，容易造成开关器件的损坏，对于电网系统，维护性和操作性太差；采用无源器件投切的方式实现功率三相不平衡治理，容易造成与电网发生谐振，造成电网的不稳定；而且采用无源器件实现方法，存在体积大，重量大的问题，很难在电网户外柱上安装；所以目前有功功率平衡技术应用上还存在缺陷，尤其是很难在电网户外柱上使用。
技术实现思路
为了解决采用无源器件的补偿方式无法实现线性补偿、容易与电网发生谐振、补偿装置体积大、重量大、很难在电网户外柱上安装的技术问题，本专利技术提供一种三相电网相间不平衡治理装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:三相电网相间不平衡治理电路，包括三个网侧电感、三个逆变电感、三相全波电路、电容C4和电容C5，所述三个网侧电感包括电感器L1、电感器L2和电感器L3，所述三个逆变电感包括电感器L4、电感器L5和电感器L6，三个网侧电感的一端分别与三相电网A、B、C连接，三个网侧电感另一端分别与三个逆变电感对应连接，三个逆变电感的另一端分别与三相全波电路的逆变输出侧连接，所述电容C4、电容C5为三相全波电路直流侧的支撑电容；电感器LI与电感器L4的连接点连接有串联的电阻Rl与电容Cl，电感器L2与电感器L5的连接点连接有串联的电阻R2与电容C2，电感器L3与电感器L6的连接点连接有串联的电阻R3与电容C3 ;所述电容Cl、电容C2、电容C3的另一端连接于电网N线，电容C4、电容C5的中点与电网N线连接。上述三相全波电路是由3个IGBT模块构成的。三相电网相间不平衡治理系统，包括三相电网相间不平衡治理电路、检测采样调理单元、控制运算单元以及驱动单元，所述检测采样调理单元用于采样来自三个网侧电感和三相逆变电感连接点处的三相逆变输出电流、三相逆变电感与三相全波电路连接处的三相LCL滤波电流、外部加载的三相负载电流以及三相电网电压进行调理的输出调理信号；所述控制运算单元包括软锁相环控制模块、提取模块以及SPWM调制模块，所述软锁相环控制模块对三相电网电压进行锁相，输出同步信号:所述提取模块:基于对称分量法的一种自适应控制法，依据同步信号，将三相负载电流由相分量变换为序分量，得到需要补偿的正序分量电流、负序分量电流和零序分量电流的值:后将零序分量电流运算得到基波零序电流和谐波零序电流；最终将正序分量电流、负序分量电流、基波零序电流和谐波零序电流，发送给SPWM调制模块；所述SPWM调制模块:接收正序分量电流、负序分量电流、基波零序电流和谐波零序电流相加后进行SPWM调制，得到三路PWM信号电平；所述驱动单元:将三路PWM信号电平转换调理，得到6路隔离的PWM驱动信号，控制三相全波电路的IGBT模块。上述控制运算单元还包括保护模块，用于依据电压、电流和频率保护设备。上述控制运算单元基于DSP和FPGA。三相电网相间不平衡治理方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:I)采样来自三个网侧电感和三相逆变电感连接点处LCL滤波电流、三相逆变电感与三相全波电路连接处的三相逆变输出电流、外部加载的三相负载电流以及三相电网电压进行调理的输出调理信号；2)对三相电网电压进行锁相，输出同步信号:3)依据同步信号，将三相负载电流由相分量变换为序分量，得到需要补偿的正序分量电流、负序分量电流和零序分量电流的值:后将零序分量电流运算得到基波零序电流和谐波零序电流；最终将正序分量电流、负序分量电流、基波零序电流和谐波零序电流；4)接收正序分量电流、负序分量电流、基波零序电流和谐波零序电流后进行相加，再进行SPWM调制，得到三路PWM信号电平；5)将三路PWM信号电平转换调理，得到六路隔离的PWM驱动信号，控制三相全波电路的IGBT模块，采用闭环控制系统，得到需要输出的电流。上述步骤3)基于对称分量法的一种自适应控制法。本专利技术与现有技术相比，优点是:1、本专利技术能治理三相不平衡，降低三相不平衡度:三相四线系统，由于单相负载的因素，导致三相不平衡，引起变压器损耗增大，变压器出力不足，线路损耗增大。本专利技术通过电流互感器检测负载电流，在提取的零序电流的基础上，基于对称分量法的一种自适应控制法，提取出负序电流、正序分量电流、基波零序电流和谐波零序电流，由DSP运算产生需要补偿的负序指令，正序指令、零序指令，将指令叠加作为电流给定，产生PWM控制信号，使设备输出相应的补偿电流，最终达到治理三相不平衡的目标，降低三相不平衡度；2、本专利技术多倍N线当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
三相电网相间不平衡治理电路，其特征在于：包括三个网侧电感、三个逆变电感、三相全波电路、电容C4和电容C5，所述三个网侧电感包括电感器L1、电感器L2和电感器L3，所述三个逆变电感包括电感器L4、电感器L5和电感器L6，三个网侧电感的一端分别与三相电网A、B、C连接，三个网侧电感另一端分别与三个逆变电感对应连接，三个逆变电感的另一端分别与三相全波电路的逆变输出侧连接，所述电容C4、电容C5为三相全波电路直流侧的支撑电容；电感器L1与电感器L4的连接点连接有串联的电阻R1与电容C1，电感器L2与电感器L5的连接点连接有串联的电阻R2与电容C2，电感器L3与电感器L6的连接点连接有串联的电阻R3与电容C3；所述电容C1、电容C2、电容C3的另一端连接于电网N线，电容C4、电容C5的中点与电网N线连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，王启华，白士贤，吴隆辉，
申请(专利权)人：西安爱科赛博电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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