一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法，其中，逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统包括分布式电源和三相全桥逆变器，三相全桥逆变器与分布式电源连接，且三相全桥逆变器通过三相电抗器与三相线连接，在三相线对应的不平衡度大于预设的启动值的情况下，根据当前的前端三相负荷电流、后端三相负荷电流以及电容电压控制分量得到三相补偿电流参考值，以供三相全桥逆变器基于三相补偿电流参考值输出三相补偿电流，因此三相全桥逆变器能够利用分布式电源的输出功率来输出三相线各相所需的补偿电流，以实现配电变压器的三相电流不平衡调控，使得配电变压器的三相电流达到平衡。变压器的三相电流达到平衡。变压器的三相电流达到平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种电力系统
，尤其涉及一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法。

技术介绍

[0002]随着新型电力系统建设的推进，单相分布式电源大量接入台区因分布式电源和家用单相负荷的随机性、间歇性以及用户的用电习惯不同，造成分布式电源和单相负荷不定时的投入与切出使得配电变压器负荷电流很难做到A、B、C三相均衡分配，引起某相重过载，严重影响配电变压器的使用寿命，甚至烧毁配电变压器。相关技术中，采用单相APF有源滤波器输出与相电流大小相等方向相反的电流值补偿零序电流的方法来实现配电网系统的三相平衡。然而，这种方式并不能利用目前分布式电源大量接入下逆变器的控制资源，需要额外的增加设备和投资，且不能实现分散控制，配电台区功率不能就地平衡，损耗大。
[0003]因此，如何完全实现配变三相平衡成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法，用于解决现有技术中的配电网系统的三相不平衡问题。
[0005]为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术第一方面实施例提供了一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法，应用于电力系统，所述电力系统包括配电变压器和连接于所述配电变压器低压侧的a相线、b相线、c相线以及中性线n；所述逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统包括：
[0006]分布式电源，设置有正极电源输出端和负极电源输出端；
[0007]三相全桥逆变器，设置有正极逆变输入端、负极逆变输入端、逆变a相输出端、逆变b相输出端和逆变c相输出端，所述正极逆变输入端与所述正极电源输出端连接，所述负极逆变输入端与所述负极电源输出端连接，所述逆变a相输出端、所述逆变b相输出端和所述逆变c相输出端通过三相电抗器分别与所述a相线、所述b相线和所述c相线连接；所述三相全桥逆变器用于通过所述三相电抗器向所述a相线、所述b相线和所述c相线分别输出对应的补偿电流，以进行三相不平衡调节；
[0008]第一滤波电容，与所述正极逆变输入端和所述正极电源输出端连接；
[0009]第二滤波电容，与所述第一滤波电容串联，且所述第二滤波电容与所述负极逆变输入端和所述负极电源输出端连接，所述中性线n连接在所述第一滤波电容和所述第二滤波电容之间。
[0010]优选地，所述分布式电源采用分布式光伏电源，所述分布式光伏电源的总输出功率满足实现三相电流不平衡治理所需的功率。。
[0011]优选地，在所述a相线、所述b相线以及所述c相线的负荷电流不平衡的情况下，所述分布式电源运行于最大功率模式，且所述三相全桥逆变器基于所述a相线、所述b相线以
及所述c相线的负荷电流分别输出针对各相的补偿电流，以调节所述配电变压器各相的电流至平衡状态；
[0012]在所述a相线、所述b相线以及所述c相线的负荷电流平衡的情况下，所述三相全桥逆变器输出至所述a相线、所述b相线以及所述c相线的功率相等，且所述三相全桥逆变器的总输出功率等于所述分布式光伏电源的总输出功率。
[0013]第二方面，本专利技术实施例还提出了一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的方法，应用于如上述第一方面实施例中的逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统，所述方法包括：
[0014]根据所述配电变压器低压侧a相线的a相负荷电流、所述b相线的b相负荷电流和所述c相线的c相负荷电流得到初始不平衡度；
[0015]在所述初始不平衡度达到预设的启动值的情况下，获取所述三相全桥逆变器前端负载侧的a相前端负荷电流、b相前端负荷电流和c相前端负荷电流，以及所述三相全桥逆变器后端负载侧的a相后端负荷电流、b相后端负荷电流和c相后端负荷电流；
[0016]根据所述a相前端负荷电流、所述b相前端负荷电流、所述c相前端负荷电流、所述a相后端负荷电流、所述b相后端负荷电流和所述c相后端负荷电流进行序分量分解处理，得到对应的a相负序电流、b相负序电流和c相负序电流，以及a相零序电流、b相零序电流和c相零序电流；
[0017]根据所述第一滤波电容和所述第二滤波电容串联后正负两端之间的电压和预设的参考电压计算得到a相电容电压控制分量、b相电容电压控制分量和c相电容电压控制分量；
[0018]根据所述a相负序电流、所述a相零序电流和所述a相电容电压控制分量得到a相补偿电流参考值，根据所述b相负序电流、所述b相零序电流和所述b相电容电压控制分量得到b相补偿电流参考值，根据所述c相负序电流、所述c相零序电流和所述c相电容电压控制分量得到c相补偿电流参考值；
[0019]向所述a相线、所述b相线和所述c相线分别输出对应的a相补偿电流、b相补偿电流和c相补偿电流，且通过滞环控制使输出的所述a相补偿电流、所述b相补偿电流和所述c相补偿电流分别跟踪所述a相补偿电流参考值、所述b相补偿电流参考值和所述c相补偿电流参考值，以分相调控不平衡电流。
[0020]优选地，本专利技术实施例的逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的方法，还包括：
[0021]获取当前不平衡度，所述当前不平衡度由当前的所述a相负荷电流、所述b相负荷电流和所述c相负荷电流得到；
[0022]当所述当前不平衡度达到预设的设定值，根据当前的所述a相负荷电流、所述b相负荷电流、所述c相负荷电流、所述a相电容电压控制分量、所述b相电容电压控制分量和所述c相电容电压控制分量，更新输出的所述a相补偿电流、所述b相补偿电流和所述c相补偿电流。
[0023]所述根据所述a相前端负荷电流、所述b相前端负荷电流、所述c相前端负荷电流、所述a相后端负荷电流、所述b相后端负荷电流和所述c相后端负荷电流进行序分量分解处理，得到对应的a相负序电流、b相负序电流和c相负序电流，以及a相零序电流、b相零序电流和c相零序电流，包括：
[0024]对所述a相前端负荷电流和所述a相后端电流求差，得到a相电流差值，对所述b相前端负荷电流和所述b相后端电流求差，得到b相电流差值，对所述c相前端负荷电流和所述c相后端电流求差，得到c相电流差值；
[0025]对所述a相电流差值、所述b相电流差值和所述c相电流差值进行序分量分解处理，得到对应的a相负序电流、b相负序电流和c相负序电流，以及a相零序电流、b相零序电流和c相零序电流。
[0026]优选地，所述根据所述a相负序电流、所述a相零序电流和所述a相电容电压控制分量得到a相补偿电流参考值，根据所述b相负序电流、所述b相零序电流和所述b相电容电压控制分量得到b相补偿电流参考值，根据所述c相负序电流、所述c相零序电流和所述c相电容电压控制分量得到c相补偿电流参考值，遵循如下公式：
[0027][0028][0029][0030]其中，I
a_ref
表示所述a相补偿电流参考值，I
b_ref
表示所述b相补偿电流参考值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法，应用于电力系统，所述电力系统包括配电变压器和连接于所述配电变压器低压侧的a相线、b相线、c相线以及中性线n；其特征在于，所述逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统包括：分布式电源，设置有正极电源输出端和负极电源输出端；三相全桥逆变器，设置有正极逆变输入端、负极逆变输入端、逆变a相输出端、逆变b相输出端和逆变c相输出端，所述正极逆变输入端与所述正极电源输出端连接，所述负极逆变输入端与所述负极电源输出端连接，所述逆变a相输出端、所述逆变b相输出端和所述逆变c相输出端通过三相电抗器分别与所述a相线、所述b相线和所述c相线连接；所述三相全桥逆变器用于通过所述三相电抗器向所述a相线、所述b相线和所述c相线分别输出对应的补偿电流，以进行三相不平衡调节；第一滤波电容，与所述正极逆变输入端和所述正极电源输出端连接；第二滤波电容，与所述第一滤波电容串联，且所述第二滤波电容与所述负极逆变输入端和所述负极电源输出端连接，所述中性线n连接在所述第一滤波电容和所述第二滤波电容之间。2.根据权利要求1所述的一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法，其特征在于，所述分布式电源采用分布式光伏电源，所述分布式光伏电源的总输出功率满足实现三相电流不平衡治理所需的功率。3.根据权利要求2所述的一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统及方法，其特征在于，在所述a相线、所述b相线以及所述c相线的负荷电流不平衡的情况下，所述分布式电源运行于最大功率模式，且所述三相全桥逆变器基于所述a相线、所述b相线以及所述c相线的负荷电流分别输出针对各相的补偿电流，以调节所述配电变压器各相的电流至平衡状态；在所述a相线、所述b相线以及所述c相线的负荷电流平衡的情况下，所述三相全桥逆变器输出至所述a相线、所述b相线以及所述c相线的功率相等，且所述三相全桥逆变器的总输出功率等于所述分布式光伏电源的总输出功率。4.一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3中任意一项所述的一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的系统；所述方法包括：根据所述配电变压器低压侧a相线的a相负荷电流、所述b相线的b相负荷电流和所述c相线的c相负荷电流得到初始不平衡度；在所述初始不平衡度达到预设的启动值的情况下，获取所述三相全桥逆变器前端负载侧的a相前端负荷电流、b相前端负荷电流和c相前端负荷电流，以及所述三相全桥逆变器后端负载侧的a相后端负荷电流、b相后端负荷电流和c相后端负荷电流；根据所述a相前端负荷电流、所述b相前端负荷电流、所述c相前端负荷电流、所述a相后端负荷电流、所述b相后端负荷电流和所述c相后端负荷电流进行序分量分解处理，得到对应的a相负序电流、b相负序电流和c相负序电流，以及a相零序电流、b相零序电流和c相零序电流；根据所述第一滤波电容和所述第二滤波电容串联后正负两端之间的电压和预设的参考电压计算得到a相电容电压控制分量、b相电容电压控制分量和c相电容电压控制分量；
根据所述a相负序电流、所述a相零序电流和所述a相电容电压控制分量得到a相补偿电流参考值，根据所述b相负序电流、所述b相零序电流和所述b相电容电压控制分量得到b相补偿电流参考值，根据所述c相负序电流、所述c相零序电流和所述c相电容电压控制分量得到c相补偿电流参考值；向所述a相线、所述b相线和所述c相线分别输出对应的a相补偿电流、b相补偿电流和c相补偿电流，且通过滞环控制使输出的所述a相补偿电流、所述b相补偿电流和所述c相补偿电流分别跟踪所述a相补偿电流参考值、所述b相补偿电流参考值和所述c相补偿电流参考值，以分相调控不平衡电流。5.根据权利要求4所述的一种逆变器分相控制和配变电流不平衡调节的方法，其特征在于，还包括：获取当前不平衡度，所述当前不平衡度由当前的所述a相负荷电流、所述b相负荷电流和所述c相负荷电流得到；当所述当前不平衡度达到预设的设定值，根据当前的所述a相负荷电流、所述b相负荷电流、所述c相负荷电流、所述a相电容电压控制分量、所述b相电容电压控制分量和所述c相电容电压控制分量，更新输出的所述a相补偿电流、所述b相补偿电流和所述c相补偿电流。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金东，刘红文，荣飞，
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：