一种分布式三相不平衡与谐波治理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种分布式三相不平衡与谐波治理装置及方法，其技术方案为：包括连接于变压器出线端的有源滤波器主机，变压器出线端连接多条配电线路，每条配电线路均连接多组相互并联的有源滤波器从机和换相开关；所述有源滤波器从机、换相开关分别通过通信总线与有源滤波器主机相连，有源滤波器主机能够接收各补偿节点电流值并对各换相开关及有源滤波器从机协调统一控制。本发明专利技术通过有源滤波器主机协调统一控制各补偿节点有源滤波器及换相开关动作，对配电回路三相不平衡进行精细化治理；有源滤波器对配电节点谐波电流进行就地补偿，有效降低了线损；调节精度高、损耗小且成本低，对配电线路的三相不平衡及谐波电流具有良好的治理效果。

A distributed three-phase unbalance and harmonic control device and method

【技术实现步骤摘要】
一种分布式三相不平衡与谐波治理装置及方法
本专利技术属于智能配电
，尤其涉及一种分布式三相不平衡与谐波治理装置及方法。
技术介绍
在我国城乡低压配电系统中，存在着大量的单相、不对称负荷，三相负荷系统是随机变化的，这就造成了10kV配变普遍存在三相不平衡现象；节能灯具、空调、计算机、各种家用电器等非线性设备的大量使用,产生了大量的3、5、7次谐波，增加了线路损耗，干扰通信线路，污染了电网。尤其3次谐波会导致中线电流过大，发热严重，严重时可能造成线路瘫痪，因此，对城乡配电系统进行三相不平衡及谐波治理已经十分紧迫。现有城乡配电台区电能质量多采用换相开关治理、静止无功发生器SVG集中治理、静止无功发生器SVG分布治理或者静止无功发生器SVG与换相开关相结合的治理方式。专利技术人发现，换相开关治理方式具有损耗小、成本低等优点，但其调节精度低，无法对谐波进行治理。静止无功发生器SVG集中治理方式与分布治理方式补偿精度高，对三相不平衡和谐波均有良好的治理效果，但集中治理方式配电线路线损大，节能效果差，分布治理方式成本高。换相开关与静止无功发生器SVG相结合的治理方式，虽然治理效果好，成本低廉，但由于静止无功发生器SVG集中治理谐波，导致配电线路线损大，节能效果一般。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种分布式三相不平衡与谐波治理装置及方法，有源滤波器主机通过通信总线协调统一控制内部各执行单元操作，使线路损耗更低，并提高系统的可靠性，满足配电台区电能质量治理要求。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：第一方面，本专利技术的实施例提供了一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，包括连接于变压器出线端的有源滤波器主机，变压器出线端连接多条配电线路，每条配电线路均连接多组相互并联的有源滤波器从机和换相开关；所述有源滤波器从机、换相开关分别通过通信总线与有源滤波器主机相连，有源滤波器主机能够接收各配电线路补偿节点电流值并对各换相开关及有源滤波器从机协调统一控制。作为进一步的实现方式，所述源滤波器主机和有源滤波器从机的内部安装阻波器。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种分布式三相不平衡与谐波治理方法，采用所述的分布式三相不平衡与谐波治理装置，包括：各有源滤波器从机采样其对应补偿节点电流，并计算三相电流值及谐波电流；有源滤波器主机接收各补偿节点三相电流值，分析其三相电流不平衡度；有源滤波器主机发送换相指令至各补偿节点内换相开关，换相开关接收换相指令并执行相应操作；有源滤波器主机发送三相不平衡精细化调节指令至各补偿节点有源滤波器从机，有源滤波器从机接收指令后执行相应操作；有源滤波器从机执行指令后，剩余电流打开滤波功能；有源滤波器主机采样变压器出线端电流信号，当三相电流不平衡度超过设定阈值时，进行不平衡度调节。作为进一步的实现方式，有源滤波器主机发送三相不平衡精细化调节指令与发送换相指令之间具有设定时间间隔。上述本专利技术的实施例的有益效果如下：(1)本专利技术的一个或多个实施方式通过APF主机协调统一控制各补偿节点的APF从机及换相开关调节三相不平衡电流，提高了补偿精度；一台APF主机可协调控制N条配电线路，每条配电线路APF及换相开关数量均可根据负载情况选择，配置灵活；(2)本专利技术的一个或多个实施方式的各节点APF开启滤波功能，就地补偿线路谐波，降低了线损；各补偿节点源侧电流通过通信系统上传APF主机，减少了APF主机运算量，提高了APF主机执行效率；(3)本专利技术的一个或多个实施方式由于每个APF从机补偿节点内都实现了就地平衡，所以充分利用了每段三相线路的平均阻抗，使线路损耗更低；(4)本专利技术的一个或多个实施方式当N-1的APF从机补偿节点的电流互感器损坏时，系统可以通过N节点和N-2节点的电流互感器上传的实时值，计算出N-1节点的实时电流，保证系统可以正常运行；(5)本专利技术的一个或多个实施方式的APF主机通过控制APF从机补偿节点内的换相开关，使APF从机补偿节点内达到粗调平衡，因此，补偿节点内APF容量可以足够小，节约成本；(6)本专利技术的一个或多个实施方式的有源滤波器内部安装阻波器，能够消除高频干扰，提高通信可靠性；(7)本专利技术的一个或多个实施方式的APF主机检测变压器出线端配电情况，对变压器出线端三相电流不平衡及谐波电流进一步治理；并将源侧数据及设备运行状态上传给上位机，上位机实时观测设备运行效果及设备状态，方便、快捷。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术实施例一的结构示意图；图2是本专利技术实施例二的有源滤波器从机程序流程图；图3是本专利技术实施例二的有源滤波器主机程序流程图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，也可以是电连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术的具体含义。实施例一：本实施例提供了一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，如图1所示，包括1台APF(有源滤波器)主机、若干台APF从机、若干台换相开关、通信总线、上位机、阻波器、若干组电流互感器，其中，APF主机连接于变压器出线端，APF主机采样变压器出线端电流信号，并对变压器出线端三相不平衡及谐波进一步治理。变压器出口端接有多条配电线路，在本实施例中，变压器出口端接有两条配电线路，即配电线路I、配电线路II。可以理解的，变压器出口端也可以连接三条或三条以上的配电线路，具体根据需求设定。APF主机与变压器出口端连接有电流互感器。一台APF主机可协调控制N条配电线路，每条配电线路APF从机及换相开关数量均可根据负载情况选择。如图1所示，配电线路I并联有多个APF从机和换相开关，且APF从机、换相开关间隔布置，相邻互感器之间APF从机和换相开关为一组，每组包含一台APF及若干台换相开关。APF从机连接于配电线路I的各补偿节点，且APF从机一侧并联负载；所述换相开关也连接有负载。所述APF从机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，其特征在于，包括连接于变压器出线端的有源滤波器主机，变压器出线端连接多条配电线路，每条配电线路均连接多组相互并联的有源滤波器从机和换相开关；/n所述有源滤波器从机、换相开关分别通过通信总线与有源滤波器主机相连，有源滤波器主机能够接收各补偿节点电流值并对各换相开关及有源滤波器从机协调统一控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，其特征在于，包括连接于变压器出线端的有源滤波器主机，变压器出线端连接多条配电线路，每条配电线路均连接多组相互并联的有源滤波器从机和换相开关；
所述有源滤波器从机、换相开关分别通过通信总线与有源滤波器主机相连，有源滤波器主机能够接收各补偿节点电流值并对各换相开关及有源滤波器从机协调统一控制。


2.根据权利要求1所述的一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，其特征在于，所述源滤波器主机和有源滤波器从机的内部安装阻波器。


3.根据权利要求1所述的一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，其特征在于，所述有源滤波器从机连接至配电线路的补偿节点，且在补偿节点位置并联有负载。


4.根据权利要求1所述的一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，其特征在于，所述有源滤波器主机、有源滤波器从机与配电线路之间连接有电流互感器。


5.根据权利要求1所述的一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，其特征在于，所述换相开关连接负载。


6.根据权利要求1所述的一种分布式三相不平衡与谐波治理装置，其特征在于，所述有源滤波器主机通过通信总线连接上位机。


7.一种分布式三相不平衡与谐波治理方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，迟恩先，王德涛，杨军，刘建业，解丽英，郝莉，李昕，
申请(专利权)人：山东华天电气有限公司，山东山大华天科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37