一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法技术方案

本发明专利技术提出的是一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，该方法包括以下步骤：(1)根据监测值，估计出负荷和中性线的阻抗参数；(2)构建以电感、电容串联构成的补偿支路，建立电感、电容与补偿支路的电纳之间的关系表达式；(3)将变压器二次侧的谐波电流作为目标函数，通过计算补偿支路的补偿参数，使目标函数最小；(4)将补偿支路的谐振频率作为约束条件，将满足约束条件的电感和电容形成的补偿支路接入三相四线制不平衡系统进行补偿。本发明专利技术实现了电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统的补偿，降低了三次谐波对三相四线制供电系统的危害，且不会引起谐波放大以及谐振现象。象。象。

【技术实现步骤摘要】
一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法


[0001]本专利技术涉及一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，属于电力系统的无源补偿


技术介绍

[0002]对于现阶段国内外电力行业来说，电能质量对于保障社会正常秩序、人民的安全可靠供电、电网的安全运行、电力设备的稳定性维护都具有重大意义；而电能质量的表征参数一般包括：三相不平衡、电压的波动与闪变、谐波和间谐波、电压偏差、频率偏差等重要指标；大量的实验证明，三相不平衡这项指标对电力系统电能质量的好坏有很密切的关系，而且三相电压或电流不平衡对其他指标仍存在重要的影响；在电网实际运行中，直接面向最终用户的是低压配电网，其电网运行质量好坏，直接决定用户用电质量，其重要程度不言而喻；但是，与低压配电网的重要地位相悖的是，随着现代科技取得突飞猛进的发展，尤其在电力电子技术的大量普及的背景下，大功率设备、非线性负荷得以广泛应用，极大地提高了生产力，但也导致配电网面临着越来越严重的问题；尤其在电流不平衡和谐波污染问题上表现得更加突出，严重的降低了电流质量；电能质量是指通过电网向电能用户所传递的电能的品质，是衡量电力系统性能的重要指标，其对于保证电网及设备的安全运行、保障工业生产的正常进行以及社会运转的正常秩序有着极其重要的意义；在全球智能电网建设的目标下，改善电能质量是其构建与发展的必然前提；除此之外，随着负荷类型的日益多样化，敏感性负荷在电网中的接入比例也有所提高，这对电能质量的改善也提出了更高的要求。
[0003]三相不平衡作为衡量电能质量的重要指标，其在配电网中所带来的影响尤其突出，已经成为了影响电能质量的关键性因素；我国居民用电量在总用电量中所占比例逐年上升，居民用电多为由三相四线制供电的单相负荷；由于在实际运行时难以保证各相负荷均衡，由此所引发的三相不平衡的现象越来越严峻；而且，在大量电动汽车充电桩接入电网后，三相不平衡的现象愈发的严重；随着近年来我国分布式光伏技术进入了增长期，其出力的随机性和波动性使得电网的三相不平衡现象进一步恶化；系统的三相不平衡现象也成为了分布式光伏的消纳与接入瓶颈。
[0004]因此，如何针对三相四线制不平衡系统进行补偿，避免三次谐波所带来的危害就成了亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出的是一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，其目的旨在减少三次谐波对三相四线制供电系统的危害。
[0006]本专利技术的技术解决方案：一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，该方法包括以下步骤：
[0007](1)根据监测值，估计出负荷和中性线的阻抗参数；
[0008](2)构建以电感、电容串联构成的补偿支路，建立电感、电容与补偿支路的电纳之
间的关系表达式；
[0009](3)将变压器二次侧的谐波电流作为目标函数，通过计算补偿支路的补偿参数，使目标函数最小；
[0010](4)将补偿支路的谐振频率作为约束条件，将满足约束条件的电感和电容形成的补偿支路接入三相四线制不平衡系统进行补偿。
[0011]进一步地，所述监测值包括A相基波电流,B相基波电流,C相基波电流,A相基波电压，B相基波电压，C相基波电压，A相三次谐波电流，A相三次谐波电压，B相三次谐波电流，B相三次谐波电压，C相三次谐波电流，C相三次谐波电压，基波零序电流，三次谐波零序电流。
[0012]进一步地，所述负荷和中性线的阻抗参数包括中性线的电导，中性线的电纳，A相负荷的电导，A相负荷的电纳，B相负荷的电导，B相负荷的电纳，C相负荷的电导，C相负荷的电纳。
[0013]进一步地，所述步骤(1)根据监测值，估计出负荷和中性线的阻抗参数，具体包括：通过A相基波电流、B相基波电流、C相基波电流、A相基波电压、B相基波电压、C相基波电压、A相三次谐波电流、A相三次谐波电压、B相三次谐波电流、B相三次谐波电压、C相三次谐波电流、C相三次谐波电压、基波零序电流、三次谐波零序电流之间的关系得到复数方程，由相应的监测值估计负荷和中性线的阻抗参数，所述复数方程具体如公式(1)所示：
[0014][0015]式中，为A相基波电流,为B相基波电流,为C相基波电流,为A相基波电压，为B相基波电压，为C相基波电压，为A相三次谐波电流，为A相三次谐波电压，为B相三次谐波电流，为B相三次谐波电压，为C相三次谐波电流，为C相三次谐波电压，G
N
为中性线的电导，B
N
为中性线的电纳，为基波零序电流，为三次谐波零序电流，G
A
为A相负荷的电导，B
A
为A相负荷的电纳；G
B
为B相负荷的电导，B
B
为B相负荷的电纳；G
C
为C相负荷的电导，B
C
为C相负荷的电纳。
[0016]进一步地，所述步骤(2)构建以电感、电容串联构成的补偿支路，建立补偿支路中电感、电容与补偿支路的电纳之间的关系表达式，具体包括以下步骤：
[0017]1)建立三次谐波下的补偿支路，所述补偿支路由电感、电容串联构成；
[0018]2)以补偿支路的电感、电容为待输入量，以补偿支路的电纳为待求量，通过待输入量求出补偿支路的电纳。
[0019]进一步地，所述补偿支路包括A相三次谐波的补偿支路，B相三次谐波的补偿支路，C相三次谐波的补偿支路；所述补偿支路的电感、电容包括A相三次谐波的补偿支路的电感L
A
、A相三次谐波的补偿支路的电容C
A
、B相三次谐波的补偿支路的电感L
B
、B相三次谐波的补偿支路的电容C
B
、C相三次谐波的补偿支路的电感L
C
、C相三次谐波的补偿支路的电容C
C
；所述补偿支路的电纳包括A相三次谐波的补偿支路的电纳B
Ak3
、B相三次谐波的补偿支路的电纳B
Bk3
、C相三次谐波的补偿支路的电纳B
Ck3
。
[0020]进一步地，所述以补偿支路的电感、电容为待输入量，以补偿支路的电纳为待求量，通过待输入量求出补偿支路的电纳，具体包括：以A相三次谐波的补偿支路的电感、A相三次谐波的补偿支路的电容、B相三次谐波的补偿支路的电感、B相三次谐波的补偿支路的电容、C相三次谐波的补偿支路的电感、C相三次谐波的补偿支路的电容为待输入量；通过公式(2)进行计算得到A相三次谐波的补偿支路的电纳、B相三次谐波的补偿支路的电纳、C相三次谐波的补偿支路的电纳：
[0021][0022]式中，ω为角频率，L
A
为A相三次谐波的补偿支路的电感，C
A
为A相三次谐波的补偿支路的电容，L
B
为B相三次谐波的补偿支路的电感，C
B
为B相三次谐波的补偿支路的电容，L
C
为C相三次谐波的补偿支路的电感，C
C
为C相三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，其特征是包括以下步骤：(1)根据监测值，估计出负荷和中性线的阻抗参数；(2)构建以电感、电容串联构成的补偿支路，建立电感、电容与补偿支路的电纳之间的关系表达式；(3)将变压器二次侧的谐波电流作为目标函数，通过计算补偿支路的补偿参数，使目标函数最小；(4)将补偿支路的谐振频率作为约束条件，将满足约束条件的电感和电容形成的补偿支路接入三相四线制不平衡系统进行补偿。2.根据权利要求1所述的一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，其特征是所述监测值包括A相基波电流,B相基波电流,C相基波电流,A相基波电压，B相基波电压，C相基波电压，A相三次谐波电流，A相三次谐波电压，B相三次谐波电流，B相三次谐波电压，C相三次谐波电流，C相三次谐波电压，基波零序电流，三次谐波零序电流。3.根据权利要求1所述的一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，其特征是所述负荷和中性线的阻抗参数包括中性线的电导，中性线的电纳，A相负荷的电导，A相负荷的电纳，B相负荷的电导，B相负荷的电纳，C相负荷的电导，C相负荷的电纳。4.根据权利要求1所述的一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，其特征是所述步骤(1)根据监测值，估计出负荷和中性线的阻抗参数，具体包括：通过A相基波电流、B相基波电流、C相基波电流、A相基波电压、B相基波电压、C相基波电压、A相三次谐波电流、A相三次谐波电压、B相三次谐波电流、B相三次谐波电压、C相三次谐波电流、C相三次谐波电压、基波零序电流、三次谐波零序电流之间的关系得到复数方程，由相应的监测值估计负荷和中性线的阻抗参数，所述复数方程具体如公式(1)所示：式中，为A相基波电流,为B相基波电流,为C相基波电流,为A相基波电压，
为B相基波电压，为C相基波电压，为A相三次谐波电流，为A相三次谐波电压，为B相三次谐波电流，为B相三次谐波电压，为C相三次谐波电流，为C相三次谐波电压，G
N
为中性线的电导，B
N
为中性线的电纳，为基波零序电流，为三次谐波零序电流，G
A
为A相负荷的电导，B
A
为A相负荷的电纳；G
B
为B相负荷的电导，B
B
为B相负荷的电纳；G
C
为C相负荷的电导，B
C
为C相负荷的电纳。5.根据权利要求1所述的一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，其特征是所述步骤(2)构建以电感、电容串联构成的补偿支路，建立补偿支路中电感、电容与补偿支路的电纳之间的关系表达式，具体包括以下步骤：1)建立三次谐波下的补偿支路，所述补偿支路由电感、电容串联构成；2)以补偿支路的电感、电容为待输入量，以补偿支路的电纳为待求量，通过待输入量求出补偿支路的电纳。6.根据权利要求5所述的一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，其特征是所述补偿支路包括A相三次谐波的补偿支路，B相三次谐波的补偿支路，C相三次谐波的补偿支路；所述补偿支路的电感、电容包括A相三次谐波的补偿支路的电感、A相三次谐波的补偿支路的电容、B相三次谐波的补偿支路的电感、B相三次谐波的补偿支路的电容、C相三次谐波的补偿支路的电感、C相三次谐波的补偿支路的电容；所述补偿支路的电纳包括A相三次谐波的补偿支路的电纳、B相三次谐波的补偿支路的电纳、C相三次谐波的补偿支路的电纳。7.根据权利要求5所述的一种电压畸变不对称下三相四线制不平衡系统补偿方法，其特征是所述以补偿支路的电感、电容为待输入量，以补偿支路的电纳为待求量，通过待输入量求出补偿支路的电纳，具体包括：以A相三次谐波的补偿支路的电感、A相三次谐波的补偿支路的电容、B相三次谐波的补偿支路的电感、B相三次谐波的补偿支路的电容、C相三次谐波的补偿支路的电感、C相三次谐波的补偿支路的电容为待输入量；通过公式(2)进行计算得到A相三次谐波的补偿支路的电纳、B相三次谐波的补偿支路的电纳、C相三次谐波的补偿支路的电纳：式中，ω为角频率，L
A
为A相三次谐波的补偿支路的电感，C
A
为A相三次谐波的补偿支路的电容，L
B
为B相三次谐波的补偿支路的电感，C
B
为B相三次谐波的补偿支路的电容，L
C
为C相三次谐波的补偿支路的电感，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛王清，赵航宇，王秀茹，黄昊，张涤，王池，许磊，夏泰宝，韩少华，朱前进，林光亮，赵宇，冷胜，李战，朱磊磊，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司，
类型：发明
国别省市：