纯有功三相不平衡负荷补偿容量的补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纯有功三相不平衡负荷补偿容量的补偿方法。属于电力系统领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着电力牵引机车、交流电弧炉等不平衡负荷和风电、光伏等新能源的日 益增多，电力系统三相不平衡越来越严重。三相不平衡将引起电气设备的不正常运行、系统 附加损耗增大、干扰通讯系统等一系列不良影响。《中华人民共和国电力法》第三十二条规 定："用户用电不得危害供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序。对危害供电、用电安全和扰 乱供电、用电秩序的，供电企业有权制止。"
[0003] 对于干扰影响电能质量和污染电气安全使用环境的电气设备、工程，必须在该设 备、工程立项前，根据当地电网条件、国家标准和有关规定，对其接入电网运行产生的干扰、 影响进行技术评估。发现不符合规定时，该设备、工程应采取措施，并应与其同时设计、同时 建设、同时验收、同时投入使用。否则不与该用户签订供用电合同，严禁"先污染，后治理"的 现象再度发生。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了解决现有的在项目可研阶段缺少对电网的纯有功三相不平衡负荷 的补偿容量的获得方法，导致三相电压不平衡和电能质量均得不到有效治理的问题。现提 供纯有功三相不平衡负荷补偿容量的补偿方法。
[0005] 纯有功三相不平衡负荷补偿容量的补偿方法，该方法包括以下步骤：
[0006] 步骤一、采用三相正序电压对三相不平衡负荷供电，获得三相不平衡负荷对中性 点电压的有效值，分别为f/i7 = = a: (?/和汄=crfV,
[0007] 其中，办为系统相电压，为a相对地电压，为b相对地电压，&。为(3相对地电压，
，j为虚部分量；
[0008] 采用公式：
[0009] 氏=(仪2 -(公式 1 ), Uca = Uc~Ua ~ -
[0010] 分别获得ab相线电压L、bc相线电压i和ca相线电压,
[0011] 根据公式： IJb
[0012] (公式 2), },L,^Y-'Uc^.Y--(a-\)ij
[0013] 分别获得三角形接法中ab支路的负载电流L、bc支路的负载电流L和ca支路的 负载电流
[0014] 式中，Y严、Y严和Yf为纯电导并且互不相等；
[0015] 根据公式： la = Iab-Jca ~ l)]^/
[0016] h = L - L = [r广（rr:-岣-| r 公式 3), l a - / at - I bo - [^1 l^<3f - 1) - }'| \(X
[0017] 获得a相线电流L、b相线电流/_6.和c相线电流/_e|
[0018] 将公式3带入公式4: /, =(/" + /'，+/,.)/ 3
[0019] ^ = (公式 4)， ? ? * /, =(/" +?: h + aL：)/3
[0020] 分别获得零序电流/^ = 0、正序电流+Jfe + }^；^/和负序电流 l'a)^ -(azYf + Y^c + ai]ca)U ；.
[0021] 步骤二、将步骤一中的
带入步骤一中的负序电流 /二,=-(a2}f +畔OT)&中，得到的负序电流为：
(公式5),
[0023]将公式5中的负序电流取模，得到：
(公式6)，
[0025]根据需要补偿的负序容量公式：
(公式7),
[0027]获得需要补偿的负序容量，
[0028] 式中，Ui为系统线电压A'Pf和Pf。表示三相有功功率；
[0029]步骤三、根据三相平衡化补偿方法，获得三相补偿无功功率，分别在Piab 2 Pf， Pica 2 0、Piab 2 Pica 2 Pibc 2 0、Pibc 2 Piab 2 Pica 2 0、Pibc 2 Pica 2 Piab 2 0、Pica 2 Piab 2 Pibc 2 0或 者Pi。3 2 Pf》Piab 2 0中的任意两个条件下，选择三相补偿无功功率中补偿功率最大一相， 将三相补偿无功功率中补偿功率最大一相乘以3作为三相系统中总的补偿容量的最大值；
[0030] 步骤四、将步骤二中需要补偿的负序容量乘以补偿系数K作为实际需要补偿的负 序容量，并将该实际需要补偿的负序容量与步骤三中的三相系统中总的补偿容量的最大值 比较，当实际需要补偿的负序容量与三相系统中总的补偿容量的最大值的差值大于等于零 时，获得补偿系数K大于等于2,采用该补偿系数值对纯有功三相不平衡进行补偿。
[0031] 本发明的有益效果为：采用三相正序电压对三相不平衡负荷供电，从而获得零序 电流')=〇、正序电流和负序电流4)二-+如TK),进 一步获得根据需要补偿的负序容量。同时，根据三相平衡化补偿方法，获得三相的补偿无功 功率中的补偿功率最大一相，将三相补偿无功功率中补偿功率最大一相乘以3作为三相系 统中总的补偿容量的最大值，将需要补偿的负序容量乘以补偿系数K作为实际需要补偿的 负序容量，将该实际需要补偿的负序容量与三相系统中总的补偿容量的最大值比较，当实 际需要补偿的负序容量与三相系统中总的补偿容量的最大值的差值大于等于零时，获得补 偿系数K大于等于2,采用该补偿系数值对纯有功三相不平衡进行补偿。在纯有功三相不平 衡的情况下，只要补偿容量大于等于负序容量的2倍，即可实现纯有功三相不平衡的补偿， 从而使三相不平衡达到最小或满足要求。
【附图说明】
[0032]图1为三角形连接的不平衡负荷网络原理图；
[0033] 图2为补偿电纳后的不平衡负荷原理图；
[0034] 图3为对【具体实施方式】一所述的纯有功三相不平衡负荷补偿容量的补偿方法进行 仿真的仿真结构图；
[0035] 图4为经仿真，得到的补偿前负序电流波形图；
[0036] 图5为经仿真，得到的补偿前三相电压不平衡度波形图；
[0037]图6为经仿真，得到的补偿后负序电流波形图；
[0038]图7为经仿真，得到的补偿后三相电压不平衡度波形图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0039] 一：本实施方式所述的纯有功三相不平衡负荷补偿容量的补偿方 法，该方法包括以下步骤：
[0040] 步骤一、采用三相正序电压对三相不平衡负荷供电，获得三相不平衡负荷对中性 点电压的有效值，分别为6、匕=& {*/和& = ,
[0041 ]其中，&为系统相电压，&。为3相对地电压，&>为13相对地电压，￡^为(：相对地电压，
，.j为虚部分量；
[0042]采用公式：
[U"![丨
[0043] ifbc二 ih-ih 二(a2 -a)ll 武 , U\,^U,-U,^(a-l)U
[0044] 分别获得ab相线电压、bc相线电压和〇8相线电压n，
[0045] 根据公式： L ^YfUa^Yf^-a-'p
[0046] Ibc=Y1bcUbc=Yl bc(a2-a)U (^^2),
[0047] 分别获得三角形接法中ab支路的负载电流hft、bc支路的负载电流^^和ca支路的 负载电流^,
[0048] 式中，Y严、Y严和为纯电导并且互不相等；
[0049] 根据公式： ),=/,5 -= \Y；：h (1 - - vr {(x -1 )](f
[0050] h = =[)f (公J<3), /, = /?- )bc = [K；1" (?-1) - Y'-c (a2-a)}U
[0051 ]获得a相线电流j_a、b相线电流心:和c相线电流炙;.：
[0052] 将公式3带入公式4: Iq = ( / t ： -i- / h + / c ) / 3
[0053] 入）/3 (公式4), ? ? ? ? L =(/,, + ?' lh + cxL )/3
[0054] 分别获得零序电流= :〇、正序电流+ If' + )()和负序电流 4i, = + Y}bc+aY^'W ；
[0055] 步骤二、将步骤一中的
带入步骤一中的负序电流 /二,=-(a2lf + If + alH &中，得到的负序电流为：
[0057]将公式5中的负序电流取模，得到：
(公式6)，
[0059]根据需要补偿的负序容量公式：
(公式7)，
[0061]获得需要补偿的负序容量，
[0062] 式中，Ui为系统线电压A'Pf和Pf。表示三相有功功率；
[0063]步骤三、根据三相平衡化补偿方法，获得三相补偿无功功率，分别在Piab 2 Pf。》 Pica 2 0、Piab 2 Pica 2 Pibc 2 0、Pibc 2 Piab 2 Pica 2 0、Pibc 2 Pica 2 Piab 2 0、Pic