三相电压不平衡治理电路拓扑结构制造技术

本发明专利技术提出了一种三相电压不平衡治理电路拓扑结构，包括电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载，所述电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载依次连接，所述电源系统与电力变压器相连构成三线系统，电力变压器与三相全桥整流电路输入端连接构成交流三相四线系统，其中N线接地，三相全桥整流电路输出端与三相四桥臂逆变电路输入端通过直流电路相连，三相四桥臂逆变电路输出端与含单相光伏的三相不平衡负载相连构成交流三相四线系统。本发明专利技术实时响应，无延迟时间。

Topology structure of three phase voltage unbalance control circuit

【技术实现步骤摘要】
三相电压不平衡治理电路拓扑结构
本专利技术属于配电网三相电压不平衡治理技术，具体为一种三相电压不平衡治理电路拓扑结构。
技术介绍
国内外围绕电力系统的三相不平衡治理做了大量研究，目前治理三相不平衡的措施主要有换相和附加补偿，主要包括利用自动换相装置换相以及电容型三相不平衡补偿。其中，自动换相装置可以自动切换用户的相序来对三相不平衡进行治理，避免了人工换相操作不便的弊端。自动换相装置主要由台区控制终端和智能换相开关组成。台区控制终端采集三相电流和零线电流并计算出平衡度，根据节点的接入相序和用户负载情况设置换相控制策略，通过智能换相开关调整单相用户的用电相别，减小三相不平衡度。电容型三相不平衡补偿主要是在电力系统中，在相间安装无功补偿装置改善系统的不平衡度，附加的补偿部分也可利用这部分的裕度。然而，通过换相装置来调节三相负荷有如下问题：1、换相时间长，虽然小于10ms左右，无法全部保证满足电网中所有电器设备的用电要求。2、最大调整三相负荷差额电流，要通过无线通迅来保证，可靠的通迅保证难以满足三相不平衡调节的要求。3、安装不方便、施工点多，施工过程停电影响大。4、由于其造价高、安装麻烦、可靠性差、通讯时由于干扰度大会影响抄表系统。电容型三相不平衡补偿装置有如下问题：1、电容调补，功率因数高的网络上难见效果。2、该模式仅通过相间功率转移实现配变低压出口三相负荷平衡，不能从根本上解决实际负荷均衡分配问题。3、慢响应补偿方式，连续可控能力差。4、过补或者欠补或造成系统电压的过压或者欠压。5、使用寿命短，需定期更换电容器。6、只能进行有级调节，不能进行平滑调节。7、电容器运行温度高易发生膨胀爆炸，电压特性不好，对短路稳定性差，切除后有残余电荷，无功补偿精度低，易影响补偿效果。并联电容器会对电网中的高次谐波电流产生影响，甚至使谐波电流放大。另外，并联电容器合闸时会产生很大的合闸涌流，有时甚至激发谐振过电压。目前，越来越多的光伏电站和家用单相光伏发电系统并入了配电网，使配电网由单电源的辐射结构变成了遍布电源的网络，潮流的方向、大小和分布也随之发生变化。由于受光照强度变化的影响，并网光伏发电系统的功率输出具有随机性，所以光伏并网在缓解配电网供电压力的同时，也增加了配电网运行的不确定性因素，使网络潮流发生随机变化，也给电网三相不平衡治理带来了新的难点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出了一种三相电压不平衡治理电路拓扑结构。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种三相电压不平衡治理电路拓扑结构，包括电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载，所述电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载依次连接，所述电源系统与电力变压器相连构成三线系统，电力变压器与三相全桥整流电路输入端连接构成交流三相四线系统，其中N线接地，三相全桥整流电路输出端与三相四桥臂逆变电路输入端通过直流电路相连，三相四桥臂逆变电路输出端与含单相光伏的三相不平衡负载相连构成交流三相四线系统。优选地，所述三相全桥整流电路包括六个晶闸管KP1-KP6，晶闸管KP1的一端与晶闸管KP4的一端连接，晶闸管KP3的一端与晶闸管KP6的一端连接，晶闸管KP5的一端与晶闸管KP2的一端连接，晶闸管KP1的另一端、晶闸管KP3的另一端以及晶闸管KP5的另一端连接在一起作为输出端，晶闸管KP4的另一端、晶闸管KP6的另一端以及晶闸管KP2的另一端连接在一起作为另一个输出端，晶闸管KP1与晶闸管KP4的连接线接a相，晶闸管KP3和KP6的连接线接b相，晶管KP5和KP2的连接线接c相，晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。优选地，所述三相四桥臂逆变电路包括八个绝缘栅双极型晶体管IGBTQ1-Q8，绝缘栅双极型晶体管IGBTQ1、IGBTQ2相连构成第一桥臂，且二者相连端接于a相，绝缘栅双极型晶体管IGBTQ3、IGBTQ4相连构成第二桥臂，且二者相连端接于b相，绝缘栅双极型晶体管IGBTQ5、IGBTQ6相连构成第三桥臂，且二者相连端接于c相，绝缘栅双极型晶体管IGBTQ7、IGBTQ8相连构成第四桥臂，且二者相连端接于n相。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)本专利技术实时响应，无延迟时间；2)本专利技术设备简单、造价低、安装便捷、不受负荷侧电压不平衡度影响、不依赖通讯系统，因此不会对抄表系统造成影响；3)当功率因数高采用传统电容补偿方式不起作用时，本专利技术仍能较好消除用户侧三相电压不平衡对网侧电压的影响；4)本专利技术元器件较少，其接入对电网电能质量影响较小；5)本专利技术能够适应光伏发电接入导致的配电网不确定性情况。。下面结合附图对本专利技术做进一步详细的描述。附图说明图1为本专利技术所述的电路拓扑结构图。图2为本专利技术所述的三相全桥整流电路示意图。图3为本专利技术所述的三相全桥整流电路的触发脉冲。图4为本专利技术所述的三相四桥臂逆变电路示意图。图5为本专利技术所述的simulink仿真模型图。图6为本专利技术所述的逆变侧三相电压波形图。图7为本专利技术所述的整流侧及变压器T低压侧三相电压波形图。图8为本专利技术所述的变压器T高压侧三相电压波形图。具体实施方式如图1所示，一种三相电压不平衡治理电路拓扑结构，包括电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载，所述电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载依次连接，所述电源系统与电力变压器相连构成三线系统，电力变压器与三相全桥整流电路输入端连接构成交流三相四线系统，其中N线接地，三相全桥整流电路输出端与三相四桥臂逆变电路输入端通过直流电路相连，三相四桥臂逆变电路输出端与含单相光伏的三相不平衡负载相连构成交流三相四线系统。其中三相全桥整流电路输入端为电网侧，输出端为直流侧。如图2所示，进一步的实施例中，所述三相全桥整流电路包括六个晶闸管KP1-KP6，六个晶闸管KP1-KP6连接成三相全控桥，晶闸管KP1的一端与晶闸管KP4的一端连接，晶闸管KP3的一端与晶闸管KP6的一端连接，晶闸管KP5的一端与晶闸管KP2的一端连接，晶闸管KP1的另一端、晶闸管KP3的另一端以及晶闸管KP5的另一端连接在一起作为输出端，晶闸管KP4的另一端、晶闸管KP6的另一端以及晶闸管KP2的另一端连接在一起作为另一个输出端，晶闸管KP1与晶闸管KP4的连接线接a相，晶闸管KP3和KP6的连接线接b相，晶管KP5和KP2的连接线接c相。晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。三相全控桥的三个输入端分别与电力变压器的副边绕组三个输出端相连，三相全控桥的两个输出端与三相四桥臂逆变电路的两个输入端相连。如图4所示，进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相电压不平衡治理电路拓扑结构，其特征在于，包括电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载，所述电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载依次连接，所述电源系统与电力变压器相连构成三线系统，电力变压器与三相全桥整流电路输入端连接构成交流三相四线系统，其中N线接地，三相全桥整流电路输出端与三相四桥臂逆变电路输入端通过直流电路相连，三相四桥臂逆变电路输出端与含单相光伏的三相不平衡负载相连构成交流三相四线系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种三相电压不平衡治理电路拓扑结构，其特征在于，包括电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载，所述电源系统、电力变压器、三相全桥整流电路、三相四桥臂逆变电路、含单相光伏的三相不平衡负载依次连接，所述电源系统与电力变压器相连构成三线系统，电力变压器与三相全桥整流电路输入端连接构成交流三相四线系统，其中N线接地，三相全桥整流电路输出端与三相四桥臂逆变电路输入端通过直流电路相连，三相四桥臂逆变电路输出端与含单相光伏的三相不平衡负载相连构成交流三相四线系统。


2.根据权利要求1所述的三相电压不平衡治理电路拓扑结构，其特征在于，所述三相全桥整流电路包括六个晶闸管KP1-KP6，晶闸管KP1的一端与晶闸管KP4的一端连接，晶闸管KP3的一端与晶闸管KP6的一端连接，晶闸管KP5的一端与晶闸管KP2的一端连接，晶闸管KP1的另一端、晶闸管KP3的另一端以及晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝华，吴越，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32