一种基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法包括：通过测量低压配电网始端三相的实时相电流电压计算三相实时负载，并判断负载是否平衡；若不平衡则将三相负载总和与功率平衡系数相乘得到均衡后的每相线路的有功功率出力；将有功功率出力与各相的实际有功功率出力通过PI控制器进行修正，得到控制A、B、C三相变流器的有功功率控制指令；根据单相容量调节裕度约束条件，选择对应的控制方案实现台区内三相不平衡自治理或台区间协同配合治理；本发明专利技术合理利用变流器装置，在不增加短路电流的情况下实现三相四线制的低压配电网三相以及配电台间的柔性互联，增强台区内三相负荷不平衡的调节裕度，提高配电网电能质量。网电能质量。网电能质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法


[0001]本专利技术涉及配电网治理
，具体为一种基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法。

技术介绍

[0002]由于低压配电网中电力用户众多且分布分散，存在大量时空分布不平衡单相负荷，因此三相不平衡运行是不可避免的。随着负荷种类、用电量的增加，以及单相负荷、非线性负荷和冲击性负荷比例的增大，这些负荷引起的电流和电压不平衡通常伴随着其他形式的干扰：谐波、电压骤降、电压波动等。电流不平衡导致电网有功功率损失增加，从而降低效率；此外，电压不平衡对旋转电机产生负面影响，造成严重的材料损坏，降低了电机的使用寿命。变压器、电容器组、一些保护系统等也受到不平衡电源电流和电压的影响。
[0003]低压配电侧三相不平衡问题愈发严重，已成为低压配电网运行中亟待解决的突出问题。低压配电网若长期处于三相不平衡运行就将给低压配电网的济运行和安全稳定运行带来不小的负面影响。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法，包括：通过测量低压配电网始端三相的实时相电流电压，计算三相实时负载，并判断所述三相实时负载是否平衡；若不平衡则将三相负载总和与功率平衡系数相乘得到均衡后的每相线路的有功功率出力；将所述每相线路的有功功率出力与各相的实际有功功率出力通过PI控制器进行修正，得到控制A、B、C三相变流器的有功功率控制指令；基于所述有功功率控制指令，根据单相容量调节裕度约束条件，选择对应的控制方案实现台区内三相不平衡自治理或台区间协同配合治理。
[0007]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种优选方案，其中：所述低压配电网包括多端口变流器系统、直流互联、多端口变流器控制系统和三相四线制的低压配电台区；
[0008]所述多端口变流器系统由共直流母线的六个单相全桥子变流器以背靠背形式连接构成，在所述多端口变流器系统中以共直流母线的形式将所述三相四线制的低压配电台区内部三相柔性互联；
[0009]所述多端口变流器控制系统根据单相容量调节裕度约束条件，选择对应的控制方案实现台区内三相不平衡自治理或台区间协同配合治理。
[0010]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种
优选方案，其中：所述柔性互联包括，
[0011]采用多端口变流器装置嵌入三相四线制的低压配电网中，所述多端口变流器装置的六个端口分别通过L滤波器及开关组与所述三相四线制的低压配电台区的A、B、C三相和零线相连；
[0012]在A、B、C三相之间以及配电台区之间构成有功功率传输通道，同时构成变流器与交流侧的无功功率传输通道，所述无功功率传输通道根据交流测无功功率情况，调节控制端口换流器的无功功率指令，实现端口变流器与低压配电网侧的无功功率互济。
[0013]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种优选方案，其中：所述判断三相实时负载是否平衡包括，
[0014]通过测量低压配电网始端各相的实时相电流及实时相电压，计算三相实时负载P
a
、P
b
、P
c
；
[0015]所述三相实时负载平衡是指调节变流器控制系统的有功功率指令值通过变流器传输的有功功率矢量值和为零，表示为：
[0016][0017]其中，分别表示调节变流器控制系统的三相有功功率指令值通过变流器传输的三相有功功率矢量值；
[0018]判断所述三相实时负载是否平衡，若所述三相实时负载平衡，则断开三端口变流器的端口开关S，若所述三相实时负载不平衡，则需根据单相容量调节裕度约束条件，选择对应的控制方案实现台区内三相不平衡自治理或台区间协同配合治理。
[0019]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种优选方案，其中：所述每相线路的有功功率出力的获取包括，
[0020]将计算得到的三相实时负载P
a
、P
b
、P
c
进行求和得到三相负载总和P
sum
，再将所述三相负载总和P
sum
和功率平衡系数进行相乘得到均衡后的每相线路的有功功率出力P
av
，其中，功率平衡系数
[0021]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种优选方案，其中：所述A、B、C三相变流器的有功功率控制指令的获取包括，
[0022]将所述每相线路的有功功率出力与各相的实际有功功率出力通过PI控制器进行修正，得到控制A、B、C三相变流器的有功功率控制指令；
[0023]为防止变流器送出的功率越限被损坏，在所述PI控制器的出口接上限幅环节，设定幅值为各换流器能传送的功率范围。
[0024]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种优选方案，其中：所述控制方案的选择包括，
[0025]若满足单相容量调节约束条件，则启用多端口变流器基于负荷均衡的有功功率调制技术，采用控制方案一实现台区内三相负荷不平衡自治理；
[0026]若不满足单相容量调节约束条件，则利用多端口变流器采用控制方案二控制台区协同互补共同治理三相不平衡。
[0027]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种优选方案，其中：设定与台区1和2的A相相连的端口变流器为A
1or2
端口变流器，与台区1和2
的B相相连的端口变流器为B
1or2
端口变流器，与台区1和2的C相相连的端口变流器为C
1or2
端口变流器。
[0028]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种优选方案，其中：所述控制方案一包括，
[0029]所述A
1or2
端口变流器和所述B
1or2
端口变流器均采用有功功率
‑
无功功率控制即外环采用P
‑
Q控制，内环采用电流环控制，控制器采用传统的PI控制器；
[0030]所述C
1or2
端口变流器采用直流母线电压
‑
无功功率控制即外环采用V
dc
‑
Q控制，内环采用电流环控制，控制器采用传统的PI控制器。
[0031]作为本专利技术所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法的一种优选方案，其中：所述控制方案二包括，
[0032]台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法，其特征在于，包括：通过测量低压配电网始端三相的实时相电流电压，计算三相实时负载，并判断所述三相实时负载是否平衡；若不平衡则将三相负载总和与功率平衡系数相乘得到均衡后的每相线路的有功功率出力；将所述每相线路的有功功率出力与各相的实际有功功率出力通过PI控制器进行修正，得到控制A、B、C三相变流器的有功功率控制指令；基于所述有功功率控制指令，根据单相容量调节裕度约束条件，选择对应的控制方案实现台区内三相不平衡自治理或台区间协同配合治理。2.如权利要求1所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法，其特征在于：所述低压配电网包括多端口变流器系统、直流互联、多端口变流器控制系统和三相四线制的低压配电台区；所述多端口变流器系统由共直流母线的六个单相全桥子变流器以背靠背形式连接构成，在所述多端口变流器系统中以共直流母线的形式将所述三相四线制的低压配电台区内部三相柔性互联；所述多端口变流器控制系统根据单相容量调节裕度约束条件，选择对应的控制方案实现台区内三相不平衡自治理或台区间协同配合治理。3.如权利要求2所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法，其特征在于：所述柔性互联包括，采用多端口变流器装置嵌入三相四线制的低压配电网中，所述多端口变流器装置的六个端口分别通过L滤波器及开关组与所述三相四线制的低压配电台区的A、B、C三相和零线相连；在A、B、C三相之间以及配电台区之间构成有功功率传输通道，同时构成变流器与交流侧的无功功率传输通道，所述无功功率传输通道根据交流测无功功率情况，调节控制端口换流器的无功功率指令，实现端口变流器与低压配电网侧的无功功率互济。4.如权利要求1或3所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法，其特征在于：所述判断三相实时负载是否平衡包括，通过测量低压配电网始端各相的实时相电流及实时相电压，计算三相实时负载P
a
、P
b
、P
c
；所述三相实时负载平衡是指调节变流器控制系统的有功功率指令值通过变流器传输的有功功率矢量值和为零，表示为：其中，分别表示调节变流器控制系统的三相有功功率指令值通过变流器传输的三相有功功率矢量值；判断所述三相实时负载是否平衡，若所述三相实时负载平衡，则断开三端口变流器的端口开关S，若所述三相实时负载不平衡，则需根据单相容量调节裕度约束条件，选择对应的控制方案实现台区内三相不平衡自治理或台区间协同配合治理。5.如权利要求4所述的基于多变流器的低压配电网三相负荷不平衡治理方法，其特征
在于：所述每相线路的有功功率出力的获取包括，将计算得到的三相实时负载P
a
、P
b
、P
c
进行求和得到三相负载总和P
...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宇，李跃，白浩，蔡永翔，肖小兵，杨炜晨，刘通，王扬，刘安茳，熊楠，方阳，叶远红，李巍，郑友卓，郝树青，苗宇，张洋，任佳宽，李新皓，张恒荣，汤恒，班诗雪，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：